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基于差分吸收光谱技术的双光源SO_(2)、NO和NO_(2)浓度检测研究
1
作者
笪耀东
石腾达
+4 位作者
王钊
常勇强
李冰倩
高杰
张云刚
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025年第8期2140-2148,共9页
锅炉排放的SO_(2)和NO_(x)对大气环境质量影响巨大,准确检测其排放浓度对于环境保护至关重要。紫外差分吸收光谱技术由于灵敏度高、抗干扰能力强等优点,已成为SO_(2)和NO_(x)排放检测的重要手段。便携式SO_(2)和NO_(x)检测设备常用氘灯...
锅炉排放的SO_(2)和NO_(x)对大气环境质量影响巨大,准确检测其排放浓度对于环境保护至关重要。紫外差分吸收光谱技术由于灵敏度高、抗干扰能力强等优点,已成为SO_(2)和NO_(x)排放检测的重要手段。便携式SO_(2)和NO_(x)检测设备常用氘灯作为光源,但在其光谱范围(180~400 nm)内无法避免NO和NO_(2)的相互干扰从而影响检测准确性。为此,本文提出了一种基于差分吸收光谱技术的双光源SO_(2)、NO和NO_(2)浓度检测方法。通过组合高压氘灯和LED双光源扩展光源光谱范围,采用多项式拟合、小波滤波和最小二乘法对SO_(2)、NO、NO_(2)分别在295~305、220~230以及425~450 nm范围内的光谱数据进行浓度反演,并对SO_(2)和NO出现的高浓度线性偏差以及NO_(2)低浓度偏差进行线性度修正,实现了在宽浓度范围内单组分气体的高精度定量分析。最后,针对SO_(2)与NO在220~230 nm范围内的光谱重叠问题构建了混合气体光谱解算模型,实现了SO_(2)、NO与NO_(2)混合气体分别在0~1000、0~500及0~500 ppm范围的浓度检测。三种物质的最低检出限分别为0.394、0.30和0.78 ppm,相对不确定度为1.00%。
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关键词
锅炉
二氧化硫
一氧化氮
二氧化氮
氘灯
LED
差分吸收光谱
检测
在线阅读
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职称材料
基于自适应滑动窗吸收光谱的二氧化硫宽范围浓度测量
2
作者
朱瑞
笪耀东
+3 位作者
常勇强
高杰
石腾达
张云刚
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025年第8期2134-2139,共6页
二氧化硫(SO_(2))是化石燃料燃烧过程中不可避免的污染产物,其浓度水平被认为是燃烧效率和能源利用率的关键指标,因此实现燃烧过程中SO_(2)的监测具有重意义。吸收光谱技术凭借其准确度高、稳定性强以及非接触式测量等特性,在气体检测...
二氧化硫(SO_(2))是化石燃料燃烧过程中不可避免的污染产物,其浓度水平被认为是燃烧效率和能源利用率的关键指标,因此实现燃烧过程中SO_(2)的监测具有重意义。吸收光谱技术凭借其准确度高、稳定性强以及非接触式测量等特性,在气体检测领域中展现出了广泛的应用前景。然而,在实际测量中,高浓度SO_(2)的吸收强度与浓度之间会出现严重的非线性,这是SO_(2)的宽范围浓度测量必须面对的问题。为此,对吸收光谱非线性的处理分析方法进行了实验研究,提出了一种自适应滑动窗吸收光谱(ASWAS)技术。实验中通过滑动窗自适应遍历和选择该特征吸收波段,对其进行初次筛选和二次筛选,最终反演获得最优测量结果。与宽波段测量法和窄波段测量法相比,ASWAS在50~1500 ppm浓度范围内的相对误差在1.3%以下,表现出优异的性能。实验分析结果表明,该测量系统在低浓度和高浓度情况下的测量精度分别为0.80%和0.48%,稳定性系数分别为0.28%和0.21%。证明了提出的基于ASWAS的测量系统可以实现高精度、高稳定性的SO_(2)宽范围浓度测量,为环境保护与能源利用领域内提供了一种有效的新思路和方法。
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关键词
二氧化硫
自适应滑动窗吸收光谱
浓度测量
非线性
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职称材料
题名
基于差分吸收光谱技术的双光源SO_(2)、NO和NO_(2)浓度检测研究
1
作者
笪耀东
石腾达
王钊
常勇强
李冰倩
高杰
张云刚
机构
西安交通大学
中国
特种设备
检测研究院
国家
市场
监督
管理
总局
重点
实验室
(
特种设备
安全与
节能
)
低碳热力发电技术与装备全国
重点
实验室
燕山大学电气工程学院
出处
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025年第8期2140-2148,共9页
基金
国家重点研发计划课题(2021YFF0600602)资助。
文摘
锅炉排放的SO_(2)和NO_(x)对大气环境质量影响巨大,准确检测其排放浓度对于环境保护至关重要。紫外差分吸收光谱技术由于灵敏度高、抗干扰能力强等优点,已成为SO_(2)和NO_(x)排放检测的重要手段。便携式SO_(2)和NO_(x)检测设备常用氘灯作为光源,但在其光谱范围(180~400 nm)内无法避免NO和NO_(2)的相互干扰从而影响检测准确性。为此,本文提出了一种基于差分吸收光谱技术的双光源SO_(2)、NO和NO_(2)浓度检测方法。通过组合高压氘灯和LED双光源扩展光源光谱范围,采用多项式拟合、小波滤波和最小二乘法对SO_(2)、NO、NO_(2)分别在295~305、220~230以及425~450 nm范围内的光谱数据进行浓度反演,并对SO_(2)和NO出现的高浓度线性偏差以及NO_(2)低浓度偏差进行线性度修正,实现了在宽浓度范围内单组分气体的高精度定量分析。最后,针对SO_(2)与NO在220~230 nm范围内的光谱重叠问题构建了混合气体光谱解算模型,实现了SO_(2)、NO与NO_(2)混合气体分别在0~1000、0~500及0~500 ppm范围的浓度检测。三种物质的最低检出限分别为0.394、0.30和0.78 ppm,相对不确定度为1.00%。
关键词
锅炉
二氧化硫
一氧化氮
二氧化氮
氘灯
LED
差分吸收光谱
检测
Keywords
Boiler
SO_(2)
NO
NO_(2)
Deuterium lamp
LED
DOAS
Detection
分类号
O433.1 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
基于自适应滑动窗吸收光谱的二氧化硫宽范围浓度测量
2
作者
朱瑞
笪耀东
常勇强
高杰
石腾达
张云刚
机构
燕山大学电气工程学院
中国
特种设备
检测研究院
国家
市场
监督
管理
总局
技术创新中心(锅炉清洁低碳高效燃烧与
安全
评价)
国家
市场
监督
管理
总局
重点
实验室
(
特种设备
安全与
节能
)
低碳热力发电技术与装备全国
重点
实验室
出处
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025年第8期2134-2139,共6页
基金
国家重点研发计划课题(2021YFF0600602)资助。
文摘
二氧化硫(SO_(2))是化石燃料燃烧过程中不可避免的污染产物,其浓度水平被认为是燃烧效率和能源利用率的关键指标,因此实现燃烧过程中SO_(2)的监测具有重意义。吸收光谱技术凭借其准确度高、稳定性强以及非接触式测量等特性,在气体检测领域中展现出了广泛的应用前景。然而,在实际测量中,高浓度SO_(2)的吸收强度与浓度之间会出现严重的非线性,这是SO_(2)的宽范围浓度测量必须面对的问题。为此,对吸收光谱非线性的处理分析方法进行了实验研究,提出了一种自适应滑动窗吸收光谱(ASWAS)技术。实验中通过滑动窗自适应遍历和选择该特征吸收波段,对其进行初次筛选和二次筛选,最终反演获得最优测量结果。与宽波段测量法和窄波段测量法相比,ASWAS在50~1500 ppm浓度范围内的相对误差在1.3%以下,表现出优异的性能。实验分析结果表明,该测量系统在低浓度和高浓度情况下的测量精度分别为0.80%和0.48%,稳定性系数分别为0.28%和0.21%。证明了提出的基于ASWAS的测量系统可以实现高精度、高稳定性的SO_(2)宽范围浓度测量,为环境保护与能源利用领域内提供了一种有效的新思路和方法。
关键词
二氧化硫
自适应滑动窗吸收光谱
浓度测量
非线性
Keywords
Sulfur dioxide
Adaptive sliding window absorption spectroscopy
Concentration measurement
Nonlinearity
分类号
O433.1 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于差分吸收光谱技术的双光源SO_(2)、NO和NO_(2)浓度检测研究
笪耀东
石腾达
王钊
常勇强
李冰倩
高杰
张云刚
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于自适应滑动窗吸收光谱的二氧化硫宽范围浓度测量
朱瑞
笪耀东
常勇强
高杰
石腾达
张云刚
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025
0
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职称材料
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