基于紫外差分光度法的CEMS氣體檢測系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、差分光度法(DOAS)是利用氣體分子在紫外/可見波段的特征吸收來精確測量氣體濃度的光學(xué)方法,在氣體污染物探測方面具有廣泛的應(yīng)用。對煙氣中有害氣體的監(jiān)測也是作為環(huán)境保護(hù)的重要依據(jù)。本文采用紫外DOAS技術(shù),對CEMS(連續(xù)煙氣監(jiān)測系統(tǒng))進(jìn)行了理論研究與技術(shù)實(shí)現(xiàn)。通過對DOAS原理、吸收光譜的模型、光譜數(shù)據(jù)處理等的分析,提出了基于DOAS的氣體測量和計(jì)算模型。在具體的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中,重點(diǎn)研究了CCD像素定位算法計(jì)算、消除煙塵和水汽影響、光譜

2、數(shù)據(jù)的高速采集、測量結(jié)果誤差的控制等問題。
　　 本文主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn):
　　 1、本文分析了朗伯.比爾定律的理論模型和在實(shí)際測量條件下的測量模型。研究了瑞利散射和米氏(Mie)散射對于吸收光譜的影響,得到了包括瑞利散射和Mie散射對于氣體分子吸收影響的測試模型。通過進(jìn)一步修改測量模型的方法可以消除瑞利散射和Mie散射對氣體測量的影響。
　　 2、探索和研究全息光柵在光譜分光方面的應(yīng)用。通過全息光柵可以得到精

3、確的光譜圖。同時為了使測試結(jié)果精確,對各種光學(xué)器件的原理和性能詳細(xì)分析,實(shí)現(xiàn)了較為合理的選型。通過全息光柵模型推導(dǎo),確定CCD上像素對應(yīng)光譜的位置。
　　 3、通過硬件設(shè)計(jì)、元件驅(qū)動時序及接口驅(qū)動設(shè)計(jì),光譜采集實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高速精確采集與計(jì)算,避免采集錯誤與誤差。
　　 4、依據(jù)DOAS原理,研究了煙氣SO2和Nox校準(zhǔn)方法,以此提高煙氣監(jiān)測的準(zhǔn)確度。通過對氣體濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行校正,系統(tǒng)達(dá)到了實(shí)用性的要求。
　　 5、