臭氧浓度在线监测系统研究与应用

发布时间：2017-08-05 02:14

  本文关键词：臭氧浓度在线监测系统研究与应用

  更多相关文章： 傅里叶变换-差分吸收光谱法 协相关性 臭氧 在线监测 系统软件 空气放电

【摘要】：根据环境保护部在2013年7月发布的74城市空气质量监测状况来看,5月份,不少地区的污染物中臭氧取代PM2.5坐上了头把交椅,比如,污染物以PM2.5和臭氧为主的京津冀地区,污染物以臭氧和PM2.5为主的长三角地区,以及污染物仅有臭氧的珠三角地区。在74城市中,臭氧浓度最大日均值(每8小时)平均超标百分比高达26.9。臭氧的两个前体物——挥发性有机物和氮氧化物,在空气中被光线照射时,就会有化学反应发生,生成臭氧,紫外线照射越强其反应越激烈。臭氧具有强氧化性,该性质提升了其他物质转变成PM2.5的速率,例如加速二氧化硫生成硫酸盐的转变,以及加速氮氧化物生成硝酸盐的转变,也会加速挥发有机物的氧化生成二次有机气溶胶的转变,这些都将成为PM2.5的一部分,对人的健康以及生活有重大的影响。本文应用傅里叶变换-差分吸收光谱法实现了臭氧浓度的在线监测。搭建了实验系统包括臭氧标气发生系统、实验室臭氧浓度在线监测系统、便携式臭氧浓度在线监测系统以及空气放电模拟实验系统,并详细介绍了每个系统的各个组成部分。针对臭氧在常温常压下就可自行分解,也不便于储存,没有相应标气等问题创建了臭氧标气发生系统,精度为0.1ppm;根据臭氧的特征吸收光谱,采用7IPX150UV氙灯光源-7ISW501三光栅扫描单色仪测量系统进行光学研究,确定了臭氧浓度反演波段为Hartley带的250-260nm、Huggins带320-350nm,利用协相关性、傅里叶变换-差分吸收光谱法分别在250-260nm和320-350nm进行相关的特征分析与浓度的反演,建立相应的浓度反演方程;为了使设备能够高度集成,并能够应用到实际环境监测中,采用脉冲氙灯-光纤光谱仪创建了便携式臭氧浓度在线监测系统,并依次开发了臭氧(O3)自动监测系统软件;成功将便携式臭氧浓度在线监测系统应用到空气放电模拟实验中,并对空气放电模型里的针板放电模型、沿面放电模型、气隙放电模型、金属微粒放电模型等四种基本的放电过程中臭氧浓度进行在线监测,得到了臭氧浓度变化曲线。
【关键词】：傅里叶变换-差分吸收光谱法 协相关性 臭氧 在线监测 系统软件 空气放电
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X84
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题背景及研究目的和意义10-13
• 1.1.1 我国能源现状及污染治理状况11-12
• 1.1.2 臭氧的危害12-13
• 1.2 臭氧浓度在线监测方法的研究概况13-15
• 1.3 本论文开展的工作15-17
• 第2章 臭氧发生原理及差分吸收光谱法机理17-23
• 2.1 臭氧发生原理17-18
• 2.2 差分吸收光谱法机理18-22
• 2.2.1 Lambert-Beer定律18-19
• 2.2.2 差分吸收光谱法19-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第3章 实验系统23-34
• 3.1 臭氧发生系统23-25
• 3.2 实验室臭氧浓度在线监测系统25-27
• 3.2.1 配气系统25
• 3.2.2 氙灯光源25-26
• 3.2.3 吸收池26-27
• 3.2.4 数据采集系统27
• 3.3 便携式臭氧浓度在线监测系统27-31
• 3.3.1 抽气系统28
• 3.3.2 气体吸收池28-29
• 3.3.3 在线监测系统29-30
• 3.3.4 数据处理系统30
• 3.3.5 数据显示模块30-31
• 3.4 空气放电模拟实验系统31-33
• 3.4.1 空气放电模拟实验系统组成31
• 3.4.2 放电模型分类31-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 臭氧浓度在线监测实验研究34-48
• 4.1 引言34
• 4.2 臭氧标气发生的标定实验研究34-35
• 4.3 臭氧在线监测的实验研究35-46
• 4.3.1 臭氧吸收波段的选择35-36
• 4.3.2 协相关性在臭氧浓度在线监测中的研究36-40
• 4.3.3 臭氧光谱的傅里叶变换-差分吸收光谱法实验研究40-46
• 4.4 本章总结46-48
• 第5章 臭氧（O_3）自动监测系统软件开发48-57
• 5.1 引言48
• 5.2 臭氧（O_3）自动监测系统软件构成模块48-54
• 5.2.1 连接模块48-49
• 5.2.2 工作方式模块49-51
• 5.2.3 设置模块51-52
• 5.2.4 显示模块52
• 5.2.5 结果输出模块52-53
• 5.2.6 数据保存53-54
• 5.3 软件流程图与程序54-56
• 5.4 本章总结56-57
• 第6章 便携式臭氧浓度在线监测系统的应用57-64
• 6.1 空气中臭氧浓度随温度的变化关系57-60
• 6.2 空气放电模拟实验臭氧浓度在线检测60-63
• 6.2.1 气隙模型臭氧浓度在线监测60-61
• 6.2.2 金属微粒模型臭氧浓度在线监测61-62
• 6.2.3 针板模型臭氧浓度在线监测62
• 6.2.4 沿面模型臭氧浓度在线监测62-63
• 6.3 本章总结63-64
• 第7章 结论与展望64-66
• 7.1 结论64-65
• 7.2 未来工作的展望65-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果69-71
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作71-72
• 致谢72

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本文编号：622738