CN101694461A - 一种污染源气体排放通量红外多组份监测方法与系统 - Google Patents

一种污染源气体排放通量红外多组份监测方法与系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种污染源气体排放通量红外多组份监测方法与系统，其特征在于：监测系统包括有一个可运动的平台，可运动的平台上设置有太阳跟踪器、红外光谱仪、计算机以及GPS定位器；以太阳为光源，穿过污染气体且被气体分子选择吸收，由太阳跟踪器将太阳光导入红外光谱仪，并测量太阳光谱，通过软件分析计算出污染物分子的柱浓度；再移动可运动的平台，测量出不同位置的柱浓度，由GPS定位器测量出不同点的距离，再结合各测量点的风速信息，通过软件计算可以得到整个测量区域的污染气体排放通量。本发明能够快算准确的监测出污染源气体排放通量，且整套系统操作简单，成本相对低廉，在监测过程中全部由软件自动控制，使用方便。

Description

一种污染源气体排放通量红外多组份监测方法与系统
技术领域
本发明涉及环境监测与保护领域，具体涉及一种污染源气体排放通量红外多组份监测方法与系统领域。
背景技术
确定各种污染源(点、面源)的大气污染排放量是污染控制中不可或缺的一个重要部分。对于点源，如工业烟囱的排放，采用的常规测量系统为连续排放测量系统(CEMS)，有插入式的烟道光谱测量方法，或用抽取式的采样稀释光学测量(紫外荧光法、化学发光法)，但CEMS系统都比较庞大笨重，并且价格昂贵；也有采用电化学方法测量，但其寿命较短，不能实现连续测量，一般应用于定期检测目的。对于多点源、无组织排放源，其所包含的各种污染排放情况复杂且存在较多未知因素，通常是采用污染源调查统计方法来获得排放总量，然而源清单调查耗时费力，数据更新很慢，不能快速的获得排放状况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种污染源气体排放通量红外多组份监测方法与系统，弥补常规测量污染源气体排放量方法的不足，提供一种移动式、快速、简便、成本相对低廉、能够多组份测量的污染源气体排放通量监测方法与系统。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种污染源气体排放通量红外多组份监测方法与系统，其特征在于：监测系统包括有一个可运动的平台，可运动的平台上设置有太阳跟踪器，太阳跟踪器的出光口的前方设置有红外光谱仪，红外光谱仪的输出端连接有计算机，可运动的平台上还设置有GPS定位器，GPS定位器连接到计算机的对应输入端。
监测方法包括以下步骤：
(1)、将系统置于待测区域中的某一固定地点，太阳光穿过待测气体，射入到太阳跟踪器的入光口，再经其内部的多道平面镜反射后，通过太阳跟踪器的出光口反射到光谱仪上；
(2)、光谱仪对经待测气体吸收并反射过来的太阳光进行测量和分析，再将所得的数据输送到计算机进行处理；
(3)、计算机的数据库计算出气体分子标准吸收截面，并结合光谱仪送来的光谱测量数据，再通过定量分析软件进行光谱拟合，并计算出地点的气体污染物的柱浓度；
(4)、再将系统移动到待测区域的另一固定地点，按照以上步骤测量，计算出这一地点的气体污染物的柱浓度，并由设置于运动平台上的GPS定位器计算出这两个固定地点之间的距离；
(5)、对上述两固定地点气体污染物的柱浓度取平均值，然后乘以这两个固定地点之间的距离，得出这两个固定地点的气体竖直截面污染物的面浓度；再由待测区域的气象仪器测量出地点的风速，将风速乘以气体竖直截面污染物的面浓度，得出单位时间内经过该气体竖直截面的污染物通量；
(6)、按照上述步骤沿着待测区域一周进行测量，再将得出的每相邻两个固定地点之间的气体竖直截面的污染物通量进行累加，就可以计算出待测区域的气体污染物总通量。
当运动平台运动或转弯时，太阳跟踪器通过调整其内部反射镜的角度和位置，可以始终对准太阳。
本发明的有益效果：
本发明弥补了常规测量污染源气体排放量方法的不足，能够快算准确的监测出污染源气体排放通量，且整套系统操作简单，成本相对低廉，在监测过程中全部由软件自动控制，使用方便。
附图说明
图1为本发明的系统组成结构示意图。
图2为本发明的数据处理过程的流程图。
具体实施方式
参见图1、2，一种污染源气体排放通量红外多组份监测方法与系统，其特征在于：监测系统包括有一个可运动的平台1，可运动的平台1上设置有太阳跟踪器2，太阳跟踪器2的出光口的前方设置有红外光谱仪3，红外光谱仪3的输出端连接有计算机4，可运动的平台1上还设置有GPS定位器5，GPS定位器5连接到计算机4的对应输入端。
监测方法包括以下步骤：
(1)、将系统置于待测区域中的某一固定地点，太阳光穿过待测气体6，射入到太阳跟踪器2的入光口，再经其内部的多道平面镜反射后，通过太阳跟踪器2的出光口反射到光谱仪3上；
(2)、光谱仪3对经待测气体6吸收并反射过来的太阳光进行测量和分析，再将所得的数据输送到计算机4进行处理；
(3)、计算机4的数据库计算出气体分子标准吸收截面，并结合光谱仪3送来的光谱测量数据，再通过定量分析软件进行光谱拟合，并计算出该地点的气体污染物的柱浓度；
(4)、再将系统移动到待测区域的另一固定地点，按照以上步骤测量，计算出这一地点的气体污染物的柱浓度，并由设置于运动平台上的GPS定位器5计算出这两个固定地点之间的距离；
(5)、对上述两固定地点气体污染物的柱浓度取平均值，然后乘以这两个固定地点之间的距离，得出这两个固定地点的气体竖直截面污染物的面浓度；再由待测区域的气象仪器测量出地点的风速，将风速乘以气体竖直截面污染物的面浓度，得出单位时间内经过该气体竖直截面的污染物通量；
(6)、按照上述步骤沿着待测区域一周进行测量，再将得出的每相邻两个固定地点之间的气体竖直截面的污染物通量进行累加，就可以计算出待测区域的气体污染物总通量。
当运动平台1运动或转弯时，太阳跟踪器2通过调整其内部反射镜的角度和位置，可以始终对准太阳。

Claims (3)

1.一种污染源气体排放通量红外多组份监测方法与系统，其特征在于：所述的监测系统包括有一个可运动的平台，所述可运动的平台上设置有太阳跟踪器，所述太阳跟踪器的出光口的前方设置有红外光谱仪，所述红外光谱仪的输出端连接有计算机，所述可运动的平台上还设置有GPS定位器，所述的GPS定位器连接到所述计算机的对应输入端。
2.一种污染源气体排放通量红外多组份监测方法与系统，其特征在于：所述的监测方法包括以下步骤：
(1)、将所述的系统置于待测区域中的某一固定地点，太阳光穿过待测气体，射入到所述太阳跟踪器的入光口，再经其内部的多道平面镜反射后，通过太阳跟踪器的出光口反射到所述的光谱仪上；
(2)、光谱仪对经待测气体吸收并反射过来的太阳光进行测量和分析，再将所得的数据输送到所述的计算机进行处理；
(3)、所述计算机的数据库计算出气体分子标准吸收截面，并结合所述光谱仪送来的光谱测量数据，再通过定量分析软件进行光谱拟合，并计算出所述地点的气体污染物的柱浓度；
(4)、再将所述的系统移动到待测区域的另一固定地点，按照以上步骤测量，计算出这一地点的气体污染物的柱浓度，并由设置于所述运动平台上的GPS定位器计算出这两个固定地点之间的距离；
(5)、对上述两固定地点气体污染物的柱浓度取平均值，然后乘以这两个固定地点之间的距离，得出这两个固定地点的气体竖直截面污染物的面浓度；再由待测区域的气象仪器测量出所述地点的风速，将所述的风速乘以所述气体竖直截面污染物的面浓度，得出单位时间内经过该气体竖直截面的污染物通量；
(6)、按照上述步骤沿着待测区域一周进行测量，再将得出的每相邻两个固定地点之间的气体竖直截面的污染物通量进行累加，就可以计算出所述待测区域的气体污染物总通量。
3.根据权利要求1或2所述的污染源气体排放通量红外多组份监测方法与系统，其特征在于：当所述运动平台运动或转弯时，所述太阳跟踪器通过调整其内部反射镜的角度和位置，可以始终对准太阳。
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