二氧化硫和二硫化碳气体测量的吸收光谱方法研究

摘要

二氧化硫和二硫化碳是常见的大气污染气体，主要产生于日常生活和工业生产中，均会导致经济损失，并威胁人体健康；同时，它们也是高压设备故障检测的重要气体之一。提高痕量气体浓度检测精度，并实现混合气体中二者的同时检测，具有非常重要的意义。紫外吸收光谱以其高分辨、非接触、可实现在线检测等优势广泛应用于痕量气体检测。本文以Beer-Lambert定律为基础，分别开展了二氧化硫、二硫化碳气体测量的宽带吸收光谱方法的研究，并在此基础上开展了二者混气中各组分同时测量的宽带吸收光谱方法研究。
　　开展了二氧化硫气体测量的宽带吸收光谱方法研究。利用积分光谱法，分别在200nm附近波段及300nm附近波段开展了二氧化硫探测性能的研究。测量了二氧化硫气体探测的各项技术参数，对应波段的气体探测限分别为0.1ppm·m和0.6ppm·m。通过比较两波段内技术参数，发现采用200nm附近吸收截面可有效降低SO2探测限，此波段更适用于低浓度SO2气体的测量。
　　开展了二硫化碳测量方法的研究。分别利用比值法、积分光谱法、最小二乘法，在200nm附近波段开展了二硫化碳探测性能的研究。测量了二硫化碳气体探测的各项技术参数，对应测量方法的气体探测限分别为10ppb·m、3ppb·m和3ppb·m。通过比较三种方法下的技术参数，发现积分光谱法较比值法更适合于二硫化碳检测，最小二乘法不会降低气体探测性能，实验条件下获得的CS2最低探测限为3ppb·m。
　　开展了二氧化硫和二硫化碳混气中，各组分同时测量的研究。利用最小二乘法，在200nm附近波段测量了50ppm二氧化硫、5ppm二硫化碳范围内的混气中各组分同时测量时，组分浓度变化引起的两种气体探测结果互相影响；除去气体浓度干扰引起的相互影响，系统对二者的响应浓度分别为0.4ppm和0.02ppm；综合考虑，二氧化硫和二硫化碳的最低响应浓度分别为0.9ppm和0.03ppm。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 气体检测技术发展现状

1.3 宽带吸收光谱技术国内外研究现状

1.4 课题研究主要内容

第2章 二氧化硫吸收光谱分析和检测方法

2.1 引言

2.2 二氧化硫紫外吸收光谱分析

2.3 二氧化硫气体测量原理

2.4 气体测量实验系统

2.5 二氧化硫实验结果及结果分析

2.6 本章小结

第3章 二硫化碳吸收光谱分析和检测方法

3.1 引言

3.2 二硫化碳紫外吸收光谱分析

3.3 二硫化碳气体测量原理

3.4 二硫化碳实验结果及结果分析

3.5 本章小结

第4章 二氧化硫及二硫化碳混合气体紫外吸收光谱测量方法研究

4.1 引言

4.2 混气测量实验系统

4.3 混气测量实验原理

4.4 混气测量实验结果及结果分析

4.5本章小结

结论

参考文献

声明

致谢