恶臭气体检测系统数据处理与标定技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：201331205008河北工业大学硕士学位论文恶臭气体检测系统数据处理与标定技术研究论文作者：王凤娇学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：仪器仪表工程指导教师：张思祥职称：教授资助基金项目：国家重大科学仪器设备开发专项（项目编号：2012YQ060165）“恶臭自动在线监测预警仪器开发及应用示范”。DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofInstrumentationandMeterEngineering

2、THERESEARCHONDATAPROCESSINGANDCALIBRATIONOFODOROUSDETECTINGSYSTEMByWangFengjiaoSupervisor:Prof.ZhangSixiangMarch2016ThisworksupportedbytheNationalKeyScientificInstrumentandEquipmentDevelopmentProjectsofChina.No.2012YQ060165.摘要恶臭污染是一种严重的空气污染，不仅影响着人们的生产生活，还对人类的健康造成威胁。恶臭检测是环境治

3、理与防护的重要依据，但市场上的恶臭检测仪器存在着检测精度低、价格昂贵、不能在线检测等缺点，因此恶臭气体检测方法研究与仪器开发具有重要意义。本论文就恶臭气体检测系统的数据处理与标定技术进行了研究。论文首先对恶臭气体检测原理以及检测系统基本构成和工作原理做了详细分析，主要对系统中的气路、进样、分离、检测、控制、数据处理六个单元进行了介绍。然后对本论文的工作重点即恶臭检测系统的数据处理和标定方法研究进行了详细说明。针对恶臭检测系统中电信号叠加产生的噪声，开展了噪声去除方法研究以提高检测系统的信噪比，通过几种滤波方法的比较，选用小波阈值变换法完成色谱

4、数据的噪声消除。色谱峰特征点的查找是色谱数据分析的重点，利用色谱峰上起点、顶点、终点位置的曲线变化规律，采用伪导数法先查找顶点位置，从顶点两侧下山式查找起点与终点，实现特征点的顺序查找。对于色谱峰面积计算的优化，首先判断色谱峰的类型，然后根据谱峰类型采用相应的面积计算方法，并通过调整基线来提高计算精度。对于物质的定性定量分析，本文采用时间容限查询方法，完成混合气体种类识别；通过比较几种定量分析方法，选用外标法与PID的修正系数实现对恶臭气体的定量计算，并通过实验验证算法的可行性。在仿真实验方面，利用Comsol软件仿真微流控色谱柱流出信号；采

5、用Matlab软件对去噪算法进行仿真分析与对比，得到色谱谱图去噪的最佳算法。在实验方面，利用系统稳定性、重复性实验，检验了系统整体的可靠性；对温度、流量等环境变化造成的波动误差进行分析与补偿；通过综合实验验证气体组分的分离效果与检测精度，发现检测精度优于6%，最低检测限已达到1ppm，并具有良好的重复性。论文最后也对整体系统存在的不足给出对应的改进措施。关键词：恶臭气相色谱数据处理色谱工作站标定IABSTRACTAsaspecialatmosphericpollution,odorpollutionhasseriouslyaffectedth

6、epeople'sproductionandlife,andeventhreatenspeople'slivesandsafety.Odorousdetectionisanimportantbasisforenvironmentalgovernanceandprotection,buttherearemanydefectsintheodordetectioninstrumentatpresent,suchasthelowdetectingprecision,thehighprice,off-linedetectionwhichleadtoth

7、epoorreal-timeproperty,etc.Detectionmethodofmalodorousandinstrumentdevelopmentisofgreatsignificance.Inthisthesis,dataprocessingandcalibrationtechniquesofmalodorousdetectingsystemarestudied.Firstly,thispaperintroducestheprincipleoftheodorousdetectingandthestructureandworkpro

8、cessofdetectingsystem.Theodorousdetectingsystemconsistsofthegassystem,theinjection