基于自适应差分吸收光谱技术的CS2和SO2气体检测研究

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:farmeress
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
CS2作为有机溶剂和化工原料,被广泛应用于化工业、制造业以及实验室研究中;SO2作为煤和石油的燃烧产物,是我国主要的大气含硫污染气体之一,SO2的排放使城市的空气质量不断恶化,并对土壤、水体和林地造成了很大的威胁。此外,CS2和SO2也被证实在高压绝缘电气设备故障诊断领域具有着重要的应用价值,高压绝缘电气设备绝缘故障诊断是保证电力设备安全运行的基础,对我国“西电东输”国家战略和“双碳”目标具有重要意义。因此,从我国国情出发,实现CS2和SO2的高精度检测在环境保护和电网安全等领域尤为重要。本文在差分吸收光谱技术(DOAS)中引入自适应滑动窗,发展了一种自适差分吸收光谱技术(A-DOAS),解决了在宽浓度范围下基于DOAS测量气体的非线性问题,并利用CS2在光催化下转化平衡关系测量了CS2的吸收截面。主要研究内容包括:(1)测量了室温和大气压下188-215 nm范围内的CS2吸收截面。CS2吸收截面是基于DOAS进行气体浓度反演的重要光谱数据,本文通过控制光强和气体流速,消除了CS2转化对吸收截面测量影响,获得了准确的CS2吸收截面。首先搭建了CS2吸收截面测量的实验装置,其次建立了CS2吸收截面和CS2浓度反演的方法。最后通过设置不同入射光强和气体流速,建立了光强和流速对CS2吸附和转化的影响关系,通过设置合理参数,削弱了CS2吸附和转换对吸收截面的影响,在参数优化的基础上给出常压下在188-215 nm波长范围内的CS2吸收截面。(2)通过在DOAS中引入自适应滑动窗选择测量波段,建立了A-DOAS;基于A-DOAS开展了CS2测量研究,解决了宽浓度范围CS2测量的非线性问题,兼顾了CS2高浓度测量时的测量灵敏度和低浓度测量时的测量精度。首先,基于CS2的宽吸收波段195-215 nm和窄吸收波段211-215 nm,研究了2.5-50 ppm浓度范围内CS2的光谱吸收特征,研究表明基于宽吸收波段测量CS2时,在2.5-50 ppm浓度范围内均会获得良好的测量精度,但在高浓度时存在浓度与吸收参量的非线性,降低了浓度测量的灵敏度;基于窄波段测量CS2时,在2.5-50 ppm范围内浓度与光学参量具有线性关系,获得一致的测量灵敏度,但在低浓度时,CS2测量精度无法获得保证。为兼顾宽浓度范围测量的测量精度和测量灵敏度,文本引入自适应滑动窗,根据浓度的不同自适应滑动窗截取不同的吸收波段用于评估CS2浓度。基于A-DOAS测量了浓度为2.5-50 ppm的CS2气体,测量结果表明该方法既可在低浓度保证测量精度,也可以在高浓度消除非线性并确保测量灵敏度。(3)基于A-DOAS开展了SO2浓度测量研究。首先对SO2在200-230 nm和290-310 nm吸收波段的特征光谱研究,确定了采用200-230 nm波段特征吸收开展SO2气体探测性能研究;其次针对SO2的特征吸收波段,设计了自适应滑动窗用于根据SO2浓度截取不同特征波段,研究表明采用200-230 nm全波段适合评估低浓度SO2,SO2评估结果稳定性好且测量精度高;采用225-230 nm波段适合评估高浓度SO2,测量结果表明采用该波段可消除非线性,确保高浓度时的测量灵敏度。最后基于A-DOAS测量了多组不同浓度的SO2,测量结果表明A-DOAS也适合宽浓度范围的SO2浓度检测。
其他文献
当冬季采暖过程中出现热量不平衡的问题时,就会对人们的生活造成严重影响。加热温度过高或过低都可能导致人群中出现一些常见疾病。因此,为了提高人们的生活质量并提高取暖效果,就有必要解决供热不平衡的问题。本文分析了造成热力不平衡问题的具体原因,试图从锅炉改造、失水、腐蚀和气候等方面提出解决热力不平衡问题的对策。
本文以武汉新威奇科技有限公司为客户实际设计的锻造自动化生产线为案例,针对中、小型环类锻件的自动化锻造工艺开发流程进行介绍,分析了中、小型环类锻件精密模锻的锻造工艺,以及适用于自动化生产的设备选型及模具设计,并验证了此种工艺的可行性,最终锻造自动线获得客户认可。锻件工艺分析及工艺路径的制定齿环(中间轴)类锻件属于工程机械类锻件,
期刊
越是改革重塑的时代,越需要思想的高度凝聚;越是充满挑战的事业,越需要精神的强大支撑。对于正处在改革转制攻坚期、转型升级关键期的消防救援队伍而言,开展"不忘初心、牢记使命"主题教育,意义重大、正当其时。主题教育分批启动以来,全国消防救援队伍将其作为促转型、除积弊、转作风的关键一招抓实抓好,紧紧围绕目标要求,对标主力军国家队标准,边学习教育边应急救援,边检视问题边整改落实,有效破解事业发展难题,
期刊
钢铁工业在我国经济发展中发挥着重大的作用,轧制是钢铁生产的一个重要过程,其中轧机主传动系统频繁出现的扭振现象影响着轧机设备的运行和轧制产品的质量,制约着轧制工艺的发展,不利于我国经济的发展,因此探究轧机主传动系统的扭振原因具有重大的现实意义。轧机主传动系统是一个非常复杂的非线性系统,由电气传动系统、机械系统和轧制工艺共同组成,系统的稳定性由各部分共同影响。本文以轧机主传动系统作为研究对象,考虑了轧
由于钛及钛合金具有高比强度、良好的耐腐蚀性、稳定的中温机械性能和低密度等特性,使得它们在化学工业、航天部件以及军事领域中得到了广泛的应用。然而,钛和钛合金较差的高温抗氧化性限制了它们作为航空发动机高温部件的进一步应用。本文利用粉末包埋法在Ti-30Zr-6Al-4V(wt.%)合金表面分别制备了渗铝涂层和硅铝共渗涂层,对涂层的相组成、表面形貌以及组织结构进行了表征,并探索了不同涂层的高温抗氧化性能
全球都在追求碳中和、碳达峰,各国提出了明确的达成目标,新能源汽车是实现碳中和、碳达峰的关键要素之一。而汽车的轻量化在节能降耗方面表现尤为突出,即在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。实验证明,汽车质量降低一半,燃料消耗也会降低将近一半。由于环保和节能的需要,
期刊
本文以Hadfield高锰钢、0Cr17Ni10Mn5Mo2不锈钢和0Cr19Ni9不锈钢三种奥氏体基耐磨钢为研究对象,研究了锻焊和形变热处理(FW&TMCP)对铸造Hadfield高锰钢微观组织和各项力学性能以及耐磨性影响;然后通过变形处理使Hadfield高锰钢、0Cr17Ni10Mn5Mo2不锈钢和0Cr19Ni9不锈钢达到相同的硬度级别(30HRC),分析三种试验钢微观组织和常规力学性能以
非晶合金自发现以来,因为其优异的力学性能和不同于传统晶体合金的内部结构而受到广泛研究和关注,其中Zr基非晶合金具有非常优异的成型能力,具有制备出大块非晶的潜力。压铸工艺是一种可以大批量制备块状Zr基非晶合金的生产方法,压铸得到的铸件产品表面光洁度好、尺寸精度高,而且强度和硬度高于传统砂型铸造得到的铸件。本文利用有限元建模软件Proe进行压铸模型的建模,利用铸造模流软件Procast分别对厚度为1
Fe49.5Mn30Co10Cr10C0.5是德国科学家D.Raabe设计的一种典型双相高熵合金,并引入相变诱导塑性效应,因此具有更高的应变硬化能力和拉伸强度。该合金突破强度和塑性的权衡,并显著降低了成本,然而关于该合金热轧退火后的显微组织和力学性能的研究,至今未见报道,该研究创新性强,并为该合金的应用提供理论和工艺依据,具有重要的科学意义和工程价值。铸态Fe49.5Mn30Co10Cr10C0.
目前,钢铁冶金行业铁水热供过程中逐渐采用“一包到底”工艺,即将高炉出铁到炼钢区转炉兑铁使用同一铁水包的工艺。为了减少敞口铁水包的温降损失,同时兼顾环保要求,铁水包的加盖装置得到大量应用,唐钢不锈钢公司铁水包加盖装置在应用过程中,出现了开合不畅、卡死等传动故障以及杆体变形等结构问题,严重影响了铁水倒运的生产组织。本文结合了唐钢不锈钢公司铁水包加盖装置的实际应用中出现的问题,设计了一种新型加盖装置,建