【摘要】：隨著現(xiàn)代化進程的不斷推進,工業(yè)生產(chǎn)造成的污染越來越嚴重,急需要一種能夠?qū)崟r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,比如采用電化學原理設(shè)計的設(shè)備容易出現(xiàn)電池老化或者失效、零點漂移而無法進行準確測量。差分吸收光譜方法不能精準的分離出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行改進,采用蟻群算法進行全局波長選擇,提高氣體測量精度。在分析實驗所測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,結(jié)合基本理論,設(shè)計了一套完整又簡單的光譜分析方法,并對其進行了驗證。通過非線性擬合實驗得到的測量數(shù)據(jù),減小了實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驗,驗證了算法的合理性。結(jié)合算法,設(shè)計了小型化結(jié)構(gòu)的紫外煙氣分析系統(tǒng),達到了能夠同時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)。 【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：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，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)計中都會應(yīng)用到細的介紹。的形成機理氣體分子的過程中[33]，共用電子對將原子連接形成分子，當吸收某種固定波長的光子，這樣使的分子運動狀態(tài)由基態(tài)變換到。不同分子的能級分布也呈現(xiàn)出不同，相同的能級吸收不一樣不相同，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、振動能量 Ev、轉(zhuǎn)動能量 Er，，其中 EhcE h V

2 光譜分析理論也不同。產(chǎn)生轉(zhuǎn)動躍遷的能量 EV 在 0.005eV~0.050eV 之間，吸收光譜分布在遠紅外區(qū)域，我們將這個區(qū)域稱為遠紅外光譜也可以把它稱作分子轉(zhuǎn)動光譜；振動能級躍遷所需要的能量 EV 在 0.05eV~1.00eV 之間，吸收光譜分布在紅外區(qū)域，我們將這個區(qū)域的光譜稱作紅外光譜也有學者將其稱作分子振動光譜；電子能級躍遷需要的能量在 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]。電子運動總會伴隨著振動和轉(zhuǎn)動行為，所以我們測量出的光譜并不是純粹的電子光譜而是電子、振動和轉(zhuǎn)動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】

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本文編號：2712383