应用紫外差分吸收光谱技术的烟道污染气体在线监测系统

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1、中文摘要随着工业的发展环境污染问题变得愈发严重，保护环境实现可持续发展成为新世纪中经济发展的主题。烟道污染源排放的在线连续监测是解决固定污染源治理问题的有效途径。本研究将紫外差分吸收光谱(DOAS)技术引入烟道污染气体的测量和分析中，解决了工业现场环境以及高温、高压、高浓度、高粉尘的烟道环境对烟道气体监测带来的影响。本研究从差分吸收光谱技术的原理在烟道污染源排放在线连续监测系统中的应用着手，分析了DOAS方法的原理和污染气体浓度测量的实现，介绍了整个监测系统的光学、机械、电子学和软件等方面的设计，重点阐述了多道光电二极管阵

2、列(PDA)光谱仪的结构、原理及性能。在论述利用DOAS技术浓度反演的方法中，从差分算法原理，利用仪器函数对标准吸收截面的处理，平移、拉伸等对光谱波长的校正，多元线性回归模型和最小二乘法拟合的应用以及分析光谱剩余结构的影响等方面加以阐述。针对烟道中高温、高气体浓度的现状提出了非线性变化对测量结果的影响和校正的经验公式。在理论研究的基础上，模拟烟道环境，应用标准气体，检验了烟气在线监测系统的性能，证明了该系统对气体浓度测量的准确性和稳定性，具备了实际应用的能力。结果显示DOAS方法在烟气检测上有广泛前景，本文的研究工作扩展了

3、DOAS技术应用的领域，能够为改变我国环境污染检测现状提供有益的技术支持。关键词：差分吸收光谱烟道气体光电二极管阵列浓度反演ABSTRACTAsaresultofthedevelopmentofindustry,environmentalpollutionbecomesmoreandmoreserious．Thethemeofeconomicdevelopmentistoreachsustainabledevelopmentbyprotectingenvironmentinthenewcentury．Itisanavail

4、ableapproachtoadministertheemissionofpollutantbyon-linemonitoringfluegas．Inthisthesis，amethodbasedondifferentialopticalabsorptionspectroscopy(DOAS)techniquewasdevelopedforfluegasmonitoring．TheresultsshowedthatcurrentmethodCarlreducetheinfluencesofhightemperature，h

5、ighpressure，highconcentrationanddustinstackandindustrialconditiononfluegasmonitoring．Inthisthesis．DOAStechniquewasappliedtotheon—linefluegasmonitoringsystem．ThefundamentalsofDOASwerediscussedandthemeasurementmethodoffluegasconcentractionWasintroduced．Thefluegasmon

6、itoringsystembasedOi3．optics，mechanics，electronicsandsoftwareWasperformedunderthefluegascondition．Especially,themulti—channelopticalspectromecterwithphotodiodearray(PDA)asthedetectorwasusedinthissystem．TheretrievingconcentractionmetodusingDOAStechniqueWasdemonstra

7、tedfromthefollowingaspects：1)theprincipleofDOASarithmetic；2)referencespectraprocessingbyusinginstrumentfunction；3)wavelengthcalibrationbymovingandshiftingspectra；4)theintroductionofmultiplelinearregressionmodelandtheleast—squaremethod；5、theanalysisofresidualstruct

8、ureofspectra．Inordertocompensatetemperatureandnonlinearityhi曲concentration，theexperientialcorrectionformulaewerededueed．Finally,undertheconditionofthere