【摘要】：隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn),工業(yè)生產(chǎn)造成的污染越來越嚴(yán)重,急需要一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測工業(yè)廢氣、煙氣中各種成分及含量的便攜式精確測量儀器。目前市面上存在著許多類型的煙氣檢測方法,工業(yè)和生活中,常見的煙氣檢測設(shè)備一般是以電化學(xué)原理為基礎(chǔ)或者以光譜分析技術(shù)為基礎(chǔ)的,其中以差分吸收原理為基礎(chǔ)的系統(tǒng)占據(jù)了多數(shù)。然而這些正在應(yīng)用中的設(shè)備和系統(tǒng)或多或少的存在著一些缺陷,比如采用電化學(xué)原理設(shè)計(jì)的設(shè)備容易出現(xiàn)電池老化或者失效、零點(diǎn)漂移而無法進(jìn)行準(zhǔn)確測量。差分吸收光譜方法不能精準(zhǔn)的分離出NO和NO_2的含量,以及在低信噪比情況下,測量誤差較大,測量精度不高。本論文針對傳統(tǒng)差分吸收算法在短光程、低濃度下測量精度不高進(jìn)行改進(jìn),采用蟻群算法進(jìn)行全局波長選擇,提高氣體測量精度。在分析實(shí)驗(yàn)所測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,結(jié)合基本理論,設(shè)計(jì)了一套完整又簡單的光譜分析方法,并對其進(jìn)行了驗(yàn)證。通過非線性擬合實(shí)驗(yàn)得到的測量數(shù)據(jù),減小了實(shí)際煙氣檢測中朗伯比爾定律非線性產(chǎn)生的誤差。利用氣體的特征吸收波長和有限的循環(huán)迭代,能將不同氣體從混合氣體中逐步的分離出來。而且通過做了大量的針對性實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了算法的合理性。結(jié)合算法,設(shè)計(jì)了小型化結(jié)構(gòu)的紫外煙氣分析系統(tǒng),達(dá)到了能夠同時(shí)檢測出煙氣中多種有害氣體的要求,并使最后的測量誤差在3%以內(nèi),為未來該類檢測儀器的推廣生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)。 【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X851

【圖文】：

它是光子數(shù)和氣體濃度關(guān)系之間的橋梁。檢測煙氣中 SO2、分的吸光濃度時(shí)，不管是差分吸收光譜分析法測量其中的幾種譜吸收的循環(huán)迭代算法，在理論分析和算法設(shè)計(jì)中都會(huì)應(yīng)用到細(xì)的介紹。的形成機(jī)理氣體分子的過程中[33]，共用電子對將原子連接形成分子，當(dāng)吸收某種固定波長的光子，這樣使的分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由基態(tài)變換到。不同分子的能級(jí)分布也呈現(xiàn)出不同，相同的能級(jí)吸收不一樣不相同，研究發(fā)現(xiàn)光子的能量和波長之間的關(guān)系為：常量，c 為光速， 為波長。分為三種[34]：電子能量 Ee、振動(dòng)能量 Ev、轉(zhuǎn)動(dòng)能量 Er，，其中 EhcE h V

2 光譜分析理論也不同。產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)躍遷的能量 EV 在 0.005eV~0.050eV 之間，吸收光譜分布在遠(yuǎn)紅外區(qū)域，我們將這個(gè)區(qū)域稱為遠(yuǎn)紅外光譜也可以把它稱作分子轉(zhuǎn)動(dòng)光譜；振動(dòng)能級(jí)躍遷所需要的能量 EV 在 0.05eV~1.00eV 之間，吸收光譜分布在紅外區(qū)域，我們將這個(gè)區(qū)域的光譜稱作紅外光譜也有學(xué)者將其稱作分子振動(dòng)光譜；電子能級(jí)躍遷需要的能量在 Ee 為1eV~20eV 之間，吸收光譜范圍在紫外光和可見光區(qū)域，所以將這個(gè)區(qū)域的光譜稱作紫外一可見光譜也可以稱其為分子的電子光譜[35]。電子運(yùn)動(dòng)總會(huì)伴隨著振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)行為，所以我們測量出的光譜并不是純粹的電子光譜而是電子、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)這三種類型的光譜組成的。多原子分子的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，使得測量出它們的光譜外觀也大多呈現(xiàn)出非線性的特征，這條非線性分布區(qū)域是若干條譜線疊加形成的連續(xù)吸收帶如圖 2.2 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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2 肖元芳;王小華;杭緯;;中國原子光譜發(fā)展近況概述[J];光譜學(xué)與光譜分析;2015年09期

3 牟福生;李昂;謝品華;王楊;徐晉;張杰;陳浩;吳豐成;;基于MAX-DOAS的對流層NO_2和氣溶膠光學(xué)厚度遙測反演[J];大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報(bào);2015年03期

4 鄧宗海;;環(huán)境檢測對環(huán)境治理的意義[J];現(xiàn)代園藝;2014年08期

5 宋飛虎;湯光華;許傳龍;王式民;;低光學(xué)厚度下差分吸收光譜技術(shù)反演算法研究[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2010年11期

6 李素文;劉文清;謝品華;王鳳隨;楊一軍;;差分吸收光譜系統(tǒng)監(jiān)測污染物濃度實(shí)時(shí)預(yù)測模型[J];光譜學(xué)與光譜分析;2009年11期

7 湯光華;許傳龍;邵理堂;楊道業(yè);周賓;王式民;;算法融合的差分吸收光譜法煙氣SO_2濃度在線監(jiān)測研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2009年04期

8 鄭龍江;李鵬;秦瑞峰;楊俊明;;氣體濃度檢測光學(xué)技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2008年08期

9 湯光華;許傳龍;邵理堂;王式民;;基于遺傳算法的差分吸收光譜反演算法及實(shí)驗(yàn)研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2008年03期

10 張學(xué)典;黃顯;徐可欣;;差分吸收光譜反演方法在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中的研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2007年11期

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3 李樹珉;煙氣排放實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2009年

4 呂勇;蟻群優(yōu)化算法及在網(wǎng)絡(luò)路由中的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2005年

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3 江緒前;便攜式紫外煙氣分析儀設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2012年

4 劉立東;改進(jìn)蟻群優(yōu)化算法的研究[D];西南交通大學(xué);2007年

5 唐超禮;群智能算法及其在函數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用研究[D];安徽理工大學(xué);2007年

6 王玉杰;用于大氣環(huán)境監(jiān)測的燃料電池型氣體傳感器的研究[D];四川大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2712383