voc揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測系統(tǒng)

一、系統(tǒng)概述

       TK-1200型廠界/廠區(qū)氣態(tài)污染物在線監(jiān)測系統(tǒng)，*自主研發(fā)，性能指標(biāo)達(dá)到并超越水平，具有超高的系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全可靠性，測量結(jié)果實(shí)時(shí)準(zhǔn)確，且維護(hù)少，運(yùn)行成本低。滿足國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)廠區(qū)、廠界及周邊大氣污染物的監(jiān)測要求。
 

圖2為混合氣體檢測系統(tǒng)流程圖，首先根據(jù)氣體光譜庫以及大氣環(huán)境仿真，計(jì)算出氣體光譜特征;然后對(duì)紅外高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行背景訓(xùn)練，對(duì)圖像去均值;之后利用匹配濾波器（MF）對(duì)圖像進(jìn)行檢測，檢測出混合氣體各氣體成分的檢測結(jié)果;利用檢測結(jié)果計(jì)算出混合氣體區(qū)域，然后利用線性光譜解混算法計(jì)算出混合區(qū)域氣體的豐度，也就是氣體分子量的比值。

圖2 混合氣體檢測系統(tǒng)流程圖

首先，根據(jù)氣體信號(hào)檢測模型，對(duì)氣體信號(hào)檢測的參數(shù)進(jìn)行分析，并通過分析將紅外高光譜氣體檢測信號(hào)模型轉(zhuǎn)換成傳統(tǒng)的紅外高光譜信號(hào)檢測模型;之后選擇匹配濾波器、自適應(yīng)余弦*性濾波器和自適應(yīng)匹配濾波器對(duì)單一氣體進(jìn)行檢測，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這三種方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)單一氣體進(jìn)行檢測，同時(shí)驗(yàn)證了氣體檢測在不同信噪比、不同光譜分辨率與不同大氣場景估計(jì)下的魯棒性;后，通過模型分析，將混合氣體信號(hào)模型轉(zhuǎn)換成線性光譜混合模型，并利用匹配濾波器對(duì)混合區(qū)域進(jìn)行檢測，同時(shí)對(duì)混合區(qū)域的氣體豐度（氣體分子量的百分比）進(jìn)行了提取計(jì)算。

三、紅外光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（一）安全性高，可操作性強(qiáng)

紅外光譜技術(shù)設(shè)計(jì)的檢測設(shè)備采用的是光信號(hào)，與傳統(tǒng)設(shè)備采用電信號(hào)相比，在煤礦等易燃易爆氣體集聚的場合，不會(huì)引起氣體燃燒和爆炸等情況的發(fā)生，具有較高的防爆性和安全性。由于每種儀器都具有各自的適用范圍，當(dāng)氣體濃度超過一定數(shù)值時(shí)容易引起元件的老化和中毒等情況，使測量結(jié)果出現(xiàn)偏差。采用紅外光譜技術(shù)來檢測氣體，可以避免這些情況的出現(xiàn)。而且采用紅外光譜技術(shù)產(chǎn)生的干擾信號(hào)弱，系統(tǒng)的信噪比較高。除此之外，系統(tǒng)具有靈敏度自動(dòng)補(bǔ)償功能和零點(diǎn)自動(dòng)補(bǔ)償功能，因此不需要定時(shí)校準(zhǔn)，可操作性較強(qiáng)。

（二）選擇性好

由于每種氣體都具有特定的紅外吸收頻率，因此在檢測混合氣體時(shí)，由于各種氣體都具有各自的特征頻率光譜，彼此之間互相隔離，互不干擾，使檢測混合氣體中的某種特定的氣體成為可能。

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