基于傅里葉變換紅外光譜分析的火災氣態(tài)產物定量監(jiān)測技術研究.pdf

1、火災是各種災害中發(fā)生最頻繁且極具毀滅性的災害之一，它遍及城市和鄉(xiāng)村，造成人員傷亡、財產損失、環(huán)境污染甚至生態(tài)失衡。在所有火災中都會產生大量有毒有害氣體，火災氣態(tài)產物具有非常大的毒性，是威脅人員生命安全的主要因素。對火災現場的有毒有害氣體濃度進行準確、快速的分析，對應急救援決策和有效地實施救援具有重要的作用。同時，在進行火災科學相關的研究工作時，也需要有可以在線獲得多種氣體成分的動態(tài)濃度數據的定量監(jiān)測系統以對研究提供重要的數據參考。因此，

2、研究一種能同時監(jiān)測多種毒性氣體濃度的在線動態(tài)測量系統，不論對于現實的保護火場中人員生命安全還是進行火災科學研究都具有非常重要的意義。而現有的監(jiān)測方法并不能滿足火災毒性氣體探測所要求的實時性、在線性、多組分、高精度。針對以上要求，本文對基于傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)方法的多組分在線定量監(jiān)測系統的理論和方法進行了探索和研究，發(fā)展出定量分析模型，實現了多組分氣態(tài)產物的在線定量監(jiān)測。 本文以CO、CO2、NO、SO2、NO2五種氣

3、體作為待檢測氣體。采用基于FT-IR的定量分析方法，使用FT-IR光譜儀，輔以多次反射氣體池，采集得到待測氣體的紅外光譜．同時，應用化學計量學方法建立光譜數據與濃度數據之間的定量關系模型，通過應用所建立的模型對待測樣本的紅外光譜中各種氣體組分(CO、CO2、NO、SO2、NO2)光譜信息進行運算，得到待測樣品中五種待檢測氣體的濃度。 研究過程中以基于FT-IR方法建立定量模型的一般步驟為主線，設計和完善了一套行之有效的操作方法，

4、并以實驗設備和實驗方法為基礎，分析了光譜定量分析模型的化學計量學原理，根據火災氣體探測的特點選擇了以偏最小二乘(PLS)方法作為定量模型，建立了CO、CO2、NO、SO2、NO2五種氣體的紅外光譜校正集以及定量模型，并根據誤差分析理論形成了一套檢驗建立定量模型過程中各環(huán)節(jié)質量的統計學方法，最后運用所建立的測量系統對所關心氣體進行定量監(jiān)測。實驗表明，本測量系統可以實現對所關心氣體的在線定量監(jiān)測，具有較好的測量精度，測量精度在滿量程的2％(