CN1258081C - 二氧化硫气体浓度监测系统及其监测方法 - Google Patents

Abstract

二氧化硫气体浓度监测系统及其监测方法，它具体是一种二氧化硫气体的浓度监测系统和方法。光源(1)的光输出端通过第一透镜(2)、被测气体(3)、第二透镜(4)输入到摄谱仪(5)的光监测输入端，(5)的数据输出端连接计算机(6)的数据输入端；监测步骤:(a)通过(5)得到(3)的光谱，(b)在波长300nm附近处取波长相邻的波的峰值和谷值，(c)取峰值为I(λ₁)，取谷值为I(λ₂)，(d)把上述两值带入N＝-ln[I(λ₁)÷I(λ₂)]÷{[σ(λ₁)-σ(λ₂)]×L}公式中，即可得出(3)中SO₂气体的浓度，公式中的σ(λ₁)为SO₂在波长λ₁处的吸收截面值，σ(λ₂)为SO₂在波长λ₂处的吸收截面值，L为光在(3)中行进的路程，N是(3)中SO₂气体的浓度。本发明能在线对SO₂气体的浓度进行监测。

Description

二氧化硫气体浓度监测系统及其监测方法

技术领域

本发明涉及气体浓度的监测系统和方法，具体是一种二氧化硫气体的浓度监测系统和方法。

背景技术

随着经济的发展，排放到空气中的二氧化硫不断增加，已连续多年超过2000万吨，已居世界首位。对燃煤电站锅炉排放的二氧化硫等污染物如不加以控制，将造成严重的城市空气污染，酸雨面积加速蔓延，将对人民生命和财产造成严重损失。目前我国燃煤电站治理烟气污染排放控制力度正在不断加大，有关部门已制定了新的环保法规，对SO₂气体等污染物实行总量控制，并将实行排污收费。因此，研究对燃煤电站锅炉污染物排放的在线监测技术就势在必行。实现在线气体监测的技术主要有差分吸收光谱(DOAS)技术、激光雷达(LIDAR)技术和二极管激光光谱技术。其中，DOAS技术一般应用光学参量振荡器作为发射源，而光学参量振荡器的价格昂贵，并且这种技术对分光仪器，探测器件的要求很高，所以导致整套设备的成本非常高。目前的DOAS技术一般用光栅单色仪扫描得到待测气体的吸收光谱，由于探测器无法对所测光谱同时进行测量，从而使测量结果极易受到光源稳定性及污染物状态变化的影响；且DOAS方法一般采用曲线拟合的方法处理数据，计算复杂、有时结果误差也比较大。而LIDAR技术容易受外界环境的影响，如其测量的精度会随着风速的增加而下降，且价格昂贵一般在上千万元，不利于普及和推广。LIDAR的设备维护费用也很高，因此它很少用于对污染气体的实时监测，主要用作污染气体的普查。二极管激光光谱技术成本虽然偏低，但是通常其波长调谐范围为0.01nm，这限制了对SO₂等大分子气体的测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种二氧化硫气体浓度监测系统及其监测方法。本发明可在线对SO₂气体的浓度进行监测。本发明包含被测气体3，它还包含光源1、第一透镜2、第二透镜4、摄谱仪5、计算机6；光源1的光输出端通过第一透镜2、被测气体3、第二透镜4输入到摄谱仪5的光监测输入端，摄谱仪5的数据输出端连接计算机6的数据输入端；本发明的监测方法：(a).通过摄谱仪5得到被测气体3的光谱，(b).在波长300nm附近处取一组波长相邻的峰值和谷值，(c).取峰值为I(λ₁)，取谷值为I(λ₂)，(d).把上述两值带入N＝-ln[I(λ₁)÷I(λ₂)]÷{[σ(λ₁)-σ(λ₂)]×L}公式中，即可得出被测气体3中SO₂气体的浓度，公式中的σ(λ₁)为SO₂在波长λ₁处的吸收截面值，σ(λ₂)为SO₂在波长λ₂处的吸收截面值，L为光在被测气体3中行进的路程，N是被测气体3中SO₂气体的平均浓度。本发明具有结构简单、操作方便、低成本、高精度，并能在线对SO₂气体的浓度进行监测。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

结合图1说明本实施方式，本实施方式由被测气体3、光源1、第一透镜2、第二透镜4、摄谱仪5、计算机6组成；光源1的光输出端通过第一透镜2、被测气体3、第二透镜4输入到摄谱仪5的光监测输入端，摄谱仪5的数据输出端连接计算机6的数据输入端；本发明的监测方法：(a).通过摄谱仪5得到被测气体3的光谱，(b).在波长300nm附近处取一组波长相邻的峰值和谷值，(c).取峰值为I(λ₁)，取谷值为I(λ₂)，(d).把上述两值带入N＝-ln[I(λ₁)÷I(λ₂)]÷{[σ(λ₁)-σ(λ₂)]×L}公式中，即可得出被测气体3中SO₂气体的浓度，公式中的σ(λ₁)为SO₂在波长λ₁处的吸收截面值，σ(λ₂)为SO₂在波长λ₂处的吸收截面值，L为光在被测气体3中行进的路程，N是被测气体3中SO₂气体的平均浓度。光源1选用的是氘灯或氙灯，第一透镜2、第二透镜4都选用石英透镜，摄谱仪5选用的型号是HR2000。

Claims (2)

1、二氧化硫气体浓度监测系统，它包含被测气体(3)，其特征在于它还包含光源(1)、第一透镜(2)、第二透镜(4)、摄谱仪(5)、计算机(6)；光源(1)的光输出端通过第一透镜(2)、被测气体(3)、第二透镜(4)输入到摄谱仪(5)的光监测输入端，摄谱仪(5)的数据输出端连接计算机(6)的数据输入端。

2、采用权利要求1的二氧化硫气体浓度监测系统监测二氧化硫气体浓度的方法，其特征在于(a).通过摄谱仪(5)得到被测气体(3)的光谱，(b).在波长300nm附近处取一组波长相邻的峰值和谷值，(c).取峰值为I(λ₁)，取谷值为I(λ₂)，(d).把上述两值带入N＝-ln[I(λ₁)÷I(λ₂)]÷{[σ(λ₁)-σ(λ₂)]×L}公式中，即可得出被测气体(3)中SO₂气体的浓度，公式中的σ(λ₁)为SO₂在波长λ₁处的吸收截面值，σ(λ₂)为SO₂在波长λ₂处的吸收截面值，L为光在被测气体(3)中行进的路程，N是被测气体(3)中SO₂气体的平均浓度。