基于紅外光吸收法的大氣環境污染物濃度自動監測方法研究

劉曦陽

摘要：針對大氣環境污染物濃度監測值準確度較差的問題，設計基于紅外光吸收法的大氣環境污染物濃度自動監測平臺。平臺由光學系統模塊、氣路系統模塊、紅外光譜數據預處理模塊、測量模塊構成。光學系統模塊由探測器與紅外光源兩部分構成。氣路系統模塊主要由排氣管道、采氣管道、出氣部分、氣室、進氣部分、氣泵構成。在紅外光譜數據預處理模塊中，使用Savitzky-Colay濾波方法對紅外光譜數據去除噪聲。在測量模塊中，通過紅外光譜吸收法實現大氣環境污染物濃度的測量與自動監測。測試結果表明該平臺能夠準確監測二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮三種污染物。

關鍵詞：紅外光吸收法；大氣環境污染物；紅外探測器；污染物濃度監測；紅外光源

中圖分類號：X830.2 文獻標志碼：B

前言

當前主要的大氣環境污染物是總懸浮物、氮氧化物、二氧化硫等，種類比較多樣。根據相關研究結果，除去一氧化碳，其他大氣環境污染物都會帶來人體肺部的損傷，特別是對于患有肺部疾病以及呼吸道疾病的人，會產生更大的健康影響。目前全球各國都致力于解決大氣污染問題，做出了許多努力。為解決大氣環境污染問題，需要對大氣污染物濃度實施實時監測，為中國環境保護工作打下數據基礎，分別進行針對性地污染物治理。在該背景下研究大氣環境污染物濃度自動監測方法，實現其實時數值監測。

對于該問題的研究，參與的學者很多，研究歷史也比較長。其中趙亮亮、田建立、白雪豐應用RFID物聯網技術對大氣污染監測系統進行設計，該系統由PCR干擾模塊、網絡傳輸模塊感應模塊、實際應用模塊這四個模塊構成，經驗證該系統能夠實現大氣環境污染源的監測。達鵬奎、張歡、張玉潔通過遙感影像信息與GIS技術實現了區域大氣環境污染監測，并通過實驗驗證了監測精度高于傳統方法。以上方法存在監測不夠準確的問題，設計一種基于紅外光吸收法的大氣環境污染物濃度自動監測方法。