【摘 要】
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随着人们对生存环境尤其是生活环境和生产环境的要求不断提高,空气质量问题备受关注,因此需要对环境气体进行有效的监测。而传统的空气污染物监测方法或者局限于监测一两种特
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随着人们对生存环境尤其是生活环境和生产环境的要求不断提高,空气质量问题备受关注,因此需要对环境气体进行有效的监测。而传统的空气污染物监测方法或者局限于监测一两种特定的有害气体,或者需要借助化学试剂,无法做到实时监测。本课题选择基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术进行抽气式环境气体监测,意义在于该方法可以快速的对空气质量和环境污染事故进行多组分同时监测。本课题作为低浓度气体(ppm~ppb量级)FTIR检测的基础性研究,从红外吸收光谱的原理出发,给出用于气体浓度求解的理论公式和技术路线。针对待测对象浓度低,信号弱的特点,从光学系统组成及测量参数、长光程的实现、标准光谱的制作和光谱分析波数范围的选择等方面进行了优化。重点通过光谱结构分析和信息挖掘,利用光谱差减方法和标准谱拟合方法对常见空气污染物的多组分体系进行定量分析,并得到较为满意的结果,相对误差能够控制在±10%以内。最后提供了实际系统的构成,通过实验设计和结果分析,得到了保证朗伯-比尔定律有效的浓度光程积的范围和系统的最佳光程长,并利用噪声水平和最低检测限等指标,对系统性能进行了评价。本论文利用二维相关红外光谱,提出了一种新颖的最优定量波数区间选取方法,并与传统的分析谱带选取的原则和实验结果进行了对比,证明了方法的有效性。
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