一种低浓度NO和SO2混合气体的浓度检测方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201710883062.5
申 请 日：20170926
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20171215
公 开 号：CN107478593A
代 理 人：黄河
代理机构：重庆博凯知识产权代理有限公司 50212
摘 要：本发明提供了一种低浓度NO和SO2混合气体的浓度检测方法,其借助了206～212nm波段处SO2与NO气体之间的光谱吸收干扰小的特点,通过数据提取分离出206～212nm波段内SO2气体的光谱吸收数据而先确定出SO2气体浓度,进而借助SO2与NO气体光谱吸收严重混叠的200～230nm光谱波段范围的光谱吸收数据以及混合气体光谱叠加原理,解析出NO在200～230nm波段处的光谱吸收数据,从而再确定NO的气体浓度,实现NO和SO2混合气体中NO气体和SO2气体各自的浓度检测,并能够具备较好的检测精度,解决了现有技术的浓度检测方法针对于100ppm以下低浓度的NO和SO2混合气体难以满足检测精度要求的问题；同时,整个检测过程中参与计算的数据量较小,因此有助于加快检测处理的计算速度、提高检测实时性。
主 权 项：一种低浓度NO和SO2混合气体的浓度检测方法,其特征在于,用于分别检测出NO和SO2混合气体中NO气体和SO2气体各自的浓度,包括下述步骤：1)预先分别获取和记录SO2气体在200～230nm光谱波段的差分吸收截面NO气体在200～230nm光谱波段的差分吸收截面σf,NO(λb),以及不同浓度的SO2气体在200～230nm光谱波段的差分吸收度且从SO2气体在200～230nm光谱波段的差分吸收截面中提取出SO2气体在206～212nm光谱波段的差分吸收截面2)对待测的NO和SO2混合气体在光程为L的光谱检测室内进行紫外光谱检测,记录光谱检测光源的光谱强度数据,并获取对所述混合气体在紫外光波段下测量的光谱强度数据；3)从混合气体测量所得的吸收光谱数据中分离提取出SO2气体在206～212nm光谱波段的光谱强度并从光谱检测光源的光谱强度数据中提取出光源在206～212nm光谱波段的光谱强度I0(λa),从而计算出SO2气体在206～212nm光谱波段的吸收度 ODSO2(λa) =lnI0(λa)ISO2(λa);4)对所述吸收度进行多项式拟合或者Savitzky#Golay数字滤波,得到所述吸收度的低频部分从而计算得到SO2气体在206～212nm光谱波段的差分吸收度5)采用线性最小二乘法求解如下方程组,得到混合气体中SO2气体的浓度 CSO2 =ODf,SO2(λa,1)L·σf,SO2(λa,1)CSO2 =ODf,SO2(λa,2)L·σf,SO2(λa,2)...CSO2 =ODf,SO2(λa,n)L·σf,SO2(λa,n)...CSO2 =ODf,SO2(λa,N)L·σf,SO2(λa,N);其中,表示SO2气体在206～212nm光谱波段的差分吸收度中第n个离散波长采样点λa,n位置处对应的差分吸收度值,表示SO2气体在206～212nm光谱波段的差分吸收截面中第n个离散波长采样点λa,n位置处对应的差分吸收截面值,n∈{1,2,…,N},N表示206～212nm光谱波段内的离散波长采样点总个数；6)从混合气体测量所得的吸收光谱数据中提取出NO和SO2混合气体在200～230nm光谱波段的光谱强度I(λb),并从光谱检测光源的光谱强度数据中提取出光源在200～230nm光谱波段的光谱强度I0(λb),从而计算出NO和SO2混合气体在200～230nm光谱波段的总吸收度OD(λb)： OD(λb) =lnI0(λb)I(λb);7)对所述总吸收度OD(λb)进行多项式拟合或者Savitzky#Golay数字滤波,得到所述总吸收度OD(λb)的低频部分ODs(λb),从而计算得到NO和SO2混合气体在200～230nm光谱波段的差分吸收度ODf(λb)＝OD(λb)#ODs(λb)；8)通过查询记录确定浓度对应的SO2气体在200～230nm光谱波段的差分吸收度从而计算得到NO和SO2混合气体中NO气体在200～230nm光谱波段的差分吸收度9)采用线性最小二乘法求解如下方程组,得到混合气体中NO气体的浓度CNO： CNO =ODf,NO(λb,1)L·σf,NO(λb,1)CNO =ODf,NO(λb,2)L·σf,NO(λb,2)...CNO =ODf,NO(λb,m)L·σf,NO(λb,m)...CNO =ODf,NO(λb,M)L·σf,NO(λb,M);其中,ODf,NO(λb,1)表示NO气体在200～230nm光谱波段的差分吸收度ODf,NO(λb)中第m个离散波长采样点λb,m位置处对应的差分吸收度值,σf,NO(λb,1)表示NO气体在200～230nm光谱波段的差分吸收截面σf,NO(λb)中第m个离散波长采样点λb,m位置处对应的差分吸收截面值,m∈{1,2,…,M},M表示200～230nm光谱波段内的离散波长采样点总个数；由此,便分别确定待测的NO和SO2混合气体中SO2气体的浓度和NO气体的浓度CNO。
关 键 词：
法律状态：
IPC专利分类号：G01N21/33