基于开路式光谱技术的工业气体泄漏在线监测研究
发布时间：2022-12-09 22:59
随着近几年来空气质量的日益变差,我国的北方冬季空气质量重度污染频频爆发,它给人类带来的影响不容小觑。本文介绍了工业泄漏方面的现状,其具有不定时性,而且影响范围较大,给大气污染带来的影响更为深远。在众多工业易发生泄漏的气体中,包括如氯气、二氧化硫、氨气、苯、硫化氢、一氧化碳、天燃气等,由于氨气是引起大气污染的“催化剂”,所以本文主要对氨气展开研究。由于工业氨气的存储方式为液氨,它主要存储在某一特定区域内。根据此种存储特点,对比传统点式和开路式测量,最后选择了开路式测量。本文首先介绍了可用于开路式气体在线监测的光学方法,详细介绍了本文使用的监测方法即比色光纤氨传感器法,在此方法的理论基础上,加以对氨气储存方式及泄漏实际情况的考虑,提出了对氨气进行开路式在线监测的方法,并根据差分吸收光谱法（DOAS）原理,分析了工业气体氨气泄漏时的监测技术与理论方法。其次,设计了针对本次实验用的气体吸收池。利用在耐尔兰A高氯酸盐染料作用下,氨气在波长为632.8nm左右的透光率变化进行实验研究。考虑到耐尔兰A高氯酸盐染料在使用过程中存在的问题:混合气体通过吸收池需充分混合后完全作用于耐尔兰A高氯酸盐染料上,...
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 开路式气体在线监测技术的发展概况
1.2.1 可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)
1.2.2 量子级联激光吸收光谱技术(QCLAS)
1.2.3 光声光谱技术(PAS)
1.2.4 傅立叶变换红外光谱技术(FTIR)
1.2.5 差分吸收光谱技术(DOAS)
1.2.6 PH试剂光纤氨传感器法
1.2.7 比色光纤氨传感器法
1.3 论文开展的工作
第2章 氨气浓度测量原理
2.1 引言
2.2 Lambert-Beer定律及其修正
2.3 氨气吸收光谱的测量原理
2.3.1 标准吸收截面的获得
2.3.2 光谱的处理
2.4 单位转换
2.5 本章小结
第3章 实验系统
3.1 引言
3.2 配气系统
3.2.1 气路系统
3.2.2 吸收池设计及气路连接
3.3 光路系统
3.3.1 氦氖激光器
3.3.2 单色仪
3.3.3 数据采集器
3.4 实验过程
3.5 本章小结
第4章 氨气在线监测实验研究
4.1 引言
4.2 实验数据处理
4.2.1 最小二乘法原理
4.2.2 小波变换数据处理原理
4.2.3 高斯拟合
4.3 氨气吸收强度的测量
4.4 氨气浓度的反演计算
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA状态机非对称高斯拟合寻峰算法的研究[J]. 郭晓彤,杨秋翔. 电子设计工程. 2018(01)
[2]OP-FTIR技术在评估炼化装置VOCs排放量中的应用研究[J]. 贾润中,李明骏,朱亮,邹兵,朱胜杰,高少华,胡绪尧. 现代化工. 2017(10)
[3]高斯拟合结合小波降噪处理IMS峰信号[J]. 石松,刘升. 淮北师范大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]基于对称小波降噪及非对称高斯拟合的激光目标定位[J]. 孙俊灵,孙光民,马鹏阁,董涛,羊毅. 中国激光. 2017(06)
[5]环境保护部副部长赵英民解读《“十三五”生态环境保护规划》[J]. 再协. 中国资源综合利用. 2016(12)
[6]基于Matlab的高斯曲线拟合求解[J]. 唐冲,惠辉辉. 计算机与数字工程. 2013(08)
[7]大气中NH3的光学监测技术研究进展[J]. 王界,谢品华,司福祺,李昂,窦科,徐晋,秦敏,吴丰成. 中国环境监测. 2012(02)
[8]差分吸收光谱法在线监测烟气SO2浓度的直接反演法[J]. 李亚飞,蔡小舒. 中国电机工程学报. 2010(29)
[9]基于室温量子级联激光器的脉内光谱技术测量N2O[J]. 王敏,张玉钧,刘文清,阚瑞峰,陈臻懿,汤媛媛,刘建国. 光谱学与光谱分析. 2009(12)
[10]傅里叶变换在差分吸收光谱技术气体浓度计算中的应用[J]. 刘前林,王立世,黄新建,吴艳丹,肖明威. 光谱学与光谱分析. 2008(12)
博士论文
[1]小波理论在信号去噪和数据压缩中的应用研究[D]. 蒋鹏.浙江大学 2004
硕士论文
[1]基于光声光谱技术的SF6气体检测及应用研究[D]. 李勇.西南科技大学 2015
[2]基于UV-DOAS的烟气SO2、NOx及Hg~0同时在线连续监测研究[D]. 李广杰.华北电力大学 2015
[3]奶牛养殖场甲烷的排放特征研究[D]. 袁慧军.河北农业大学 2011
[4]小波分析在信号去噪中的应用研究[D]. 王芳.西华大学 2009
[5]丘陵地形大气污染物输移扩散风洞实验[D]. 骆奇.天津大学 2008
本文编号：3715541
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 开路式气体在线监测技术的发展概况
1.2.1 可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)
1.2.2 量子级联激光吸收光谱技术(QCLAS)
1.2.3 光声光谱技术(PAS)
1.2.4 傅立叶变换红外光谱技术(FTIR)
1.2.5 差分吸收光谱技术(DOAS)
1.2.6 PH试剂光纤氨传感器法
1.2.7 比色光纤氨传感器法
1.3 论文开展的工作
第2章 氨气浓度测量原理
2.1 引言
2.2 Lambert-Beer定律及其修正
2.3 氨气吸收光谱的测量原理
2.3.1 标准吸收截面的获得
2.3.2 光谱的处理
2.4 单位转换
2.5 本章小结
第3章 实验系统
3.1 引言
3.2 配气系统
3.2.1 气路系统
3.2.2 吸收池设计及气路连接
3.3 光路系统
3.3.1 氦氖激光器
3.3.2 单色仪
3.3.3 数据采集器
3.4 实验过程
3.5 本章小结
第4章 氨气在线监测实验研究
4.1 引言
4.2 实验数据处理
4.2.1 最小二乘法原理
4.2.2 小波变换数据处理原理
4.2.3 高斯拟合
4.3 氨气吸收强度的测量
4.4 氨气浓度的反演计算
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA状态机非对称高斯拟合寻峰算法的研究[J]. 郭晓彤,杨秋翔. 电子设计工程. 2018(01)
[2]OP-FTIR技术在评估炼化装置VOCs排放量中的应用研究[J]. 贾润中,李明骏,朱亮,邹兵,朱胜杰,高少华,胡绪尧. 现代化工. 2017(10)
[3]高斯拟合结合小波降噪处理IMS峰信号[J]. 石松,刘升. 淮北师范大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]基于对称小波降噪及非对称高斯拟合的激光目标定位[J]. 孙俊灵,孙光民,马鹏阁,董涛,羊毅. 中国激光. 2017(06)
[5]环境保护部副部长赵英民解读《“十三五”生态环境保护规划》[J]. 再协. 中国资源综合利用. 2016(12)
[6]基于Matlab的高斯曲线拟合求解[J]. 唐冲,惠辉辉. 计算机与数字工程. 2013(08)
[7]大气中NH3的光学监测技术研究进展[J]. 王界,谢品华,司福祺,李昂,窦科,徐晋,秦敏,吴丰成. 中国环境监测. 2012(02)
[8]差分吸收光谱法在线监测烟气SO2浓度的直接反演法[J]. 李亚飞,蔡小舒. 中国电机工程学报. 2010(29)
[9]基于室温量子级联激光器的脉内光谱技术测量N2O[J]. 王敏,张玉钧,刘文清,阚瑞峰,陈臻懿,汤媛媛,刘建国. 光谱学与光谱分析. 2009(12)
[10]傅里叶变换在差分吸收光谱技术气体浓度计算中的应用[J]. 刘前林,王立世,黄新建,吴艳丹,肖明威. 光谱学与光谱分析. 2008(12)
博士论文
[1]小波理论在信号去噪和数据压缩中的应用研究[D]. 蒋鹏.浙江大学 2004
硕士论文
[1]基于光声光谱技术的SF6气体检测及应用研究[D]. 李勇.西南科技大学 2015
[2]基于UV-DOAS的烟气SO2、NOx及Hg~0同时在线连续监测研究[D]. 李广杰.华北电力大学 2015
[3]奶牛养殖场甲烷的排放特征研究[D]. 袁慧军.河北农业大学 2011
[4]小波分析在信号去噪中的应用研究[D]. 王芳.西华大学 2009
[5]丘陵地形大气污染物输移扩散风洞实验[D]. 骆奇.天津大学 2008
本文编号：3715541
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