基于光谱分析的便携式烟气分析仪.pdf

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1、2012仪表技术与传感器2012第11期InstrumentTechniqueandSensorNo．11基于光谱分析的便携式烟气分析仪苏小会，陈飞，徐淑萍，黎超(西安工业大学计算机学院，陕西西安710032)摘要：为了克服传统烟气分析仪中电化学传感器寿命短及测量精度低的缺点，研制了一种基于光谱分析的便携式烟气分析仪。系统以嵌入式技术为基础，以微型光谱仪为数据采集传感器，采用紫外光源通过光谱分析方法对烟气浓度进行分析，实现了通过使用一个微型光谱分析仪对多种气体成分同时进行精确的测量。系统在结构上采用微型光谱分析仪和ARM微处理器，由数据采集

2、部分、数据处理部分、数据显示部分构成，结构紧凑，体现了微型化、智能化、便携式的特点。关键词：ARM；微型光谱分析仪；嵌入式系统中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)1l一0071—04PortableFlueGasAnalyzerBased0nSpectrumSUXiao—hui，CHENFei，XUShu—ping，LIChao(ComputerScienceandEngineeringCollege，Xi’alTechnologicalUniversity，Xi’an710032，China)Abs

3、tract：InordertoovercometheshortlifeandmeasurelOWprecisionoftraditionaleleetrochemica&sensoPsinfluegasana—lyzers，aportablefluegasanalyzersbasedonspectrumanalyzerwasdeveloped．Thesystemwasbasedonembeddedtechnology，mi—cro—spectrometerusedfordataacquisitionsensors，andanalyzedth

4、efluegasconcentrationusedUVlightsourcebyspectralanalysismethodtoachievevarietyofgascompositionmeasurementaccuratelyatthesametimebyusingaminiaturespectrometer．Inthestructure，aminiaturespectrometerandtheARMmicroprocessorusedinthesystem，anditconsistedwithdataacquisitionpart，d

5、ataprocessingsectionanddatadisplaypart．Thedesignofthissystemreflectedminiaturization，intelligent，portablefeatures．Keywords：ARM；micro—spectrometer；embeddedsystems0引言将把体积庞大复杂而精确的光谱分析的概念从实验室引入到随着经济的快速发展和生活水平的不断提高，重工业的发便携式仪器的范畴。便携式烟气分析仪用于测定烟道中排出展、交通运输工具的普及，伴随着大量有害物质排入环境大气，的各种大

6、气污染物，可同时测试气体的浓度、温度和流速等，从改变了空气的正常组成，使空气质量恶化⋯。大气污染所引发而更全面地反映被测气体在特定环境中所显示的特性。的健康问题，已经引起各国政府和民众的极大重视。因此，二1系统整体方案氧化硫和一氧化氮的监测成为环境保护的重要课题之一。如图1所示，便携式烟气分析仪包括CUP核心模块、微型为了实现对环境质量、生态环境以及污染源进行实时准确的监光谱分析仪模块、人机交互模块、通信接口模块、调试模块、紫测，为各级环保部门的监督管理和环境决策提供准确依据，迫外线光源、采样探头、烟气采样泵、流量计模块、温度测量模10切需

7、要大量的现代化环境监测仪器。个部分。首先烟气采样泵将采样探头，紫外线光源，微型光谱通过对国内外烟气分析仪现状的研究与分析，目前国内市分析仪抽成大气环境。在标准的大气环境下可以测量出NO，场上的便携式烟气分析仪器其主导产品都是以电化学传感器s0：等气体对应的光谱曲线图以及对应的光子数。此时测量的为主进行烟气成份分析的仪器。每个传感器只能测量烟气中为标准光谱曲线，标准光子数。该数据为实验室实验获取。由的一种化学成份，如果需要测量6种成份就需要6个传感器。于NO，SO：等气体对紫外线的吸收敏感，当这些气体在通过紫化学电池原理导致了系统的零点漂移及

8、交叉干扰，传感器寿命外线光源的时候会吸收紫外线，烟气吸收紫外线之后对应的光也是难以解决的问题。并且过去的烟气监测，从采集样品到谱曲线和光子数与标准曲线和标准光子数相比较会发生变化