基于红外光吸收法的大气环境污染物浓度自动监测方法研究

刘曦阳

摘要：针对大气环境污染物浓度监测值准确度较差的问题，设计基于红外光吸收法的大气环境污染物浓度自动监测平台。平台由光学系统模块、气路系统模块、红外光谱数据预处理模块、测量模块构成。光学系统模块由探测器与红外光源两部分构成。气路系统模块主要由排气管道、采气管道、出气部分、气室、进气部分、气泵构成。在红外光谱数据预处理模块中，使用Savitzky-Colay滤波方法对红外光谱数据去除噪声。在测量模块中，通过红外光谱吸收法实现大气环境污染物浓度的测量与自动监测。测试结果表明该平台能够准确监测二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮三种污染物。

关键词：红外光吸收法；大气环境污染物；红外探测器；污染物浓度监测；红外光源

中图分类号：X830.2 文献标志码：B

前言

当前主要的大气环境污染物是总悬浮物、氮氧化物、二氧化硫等，种类比较多样。根据相关研究结果，除去一氧化碳，其他大气环境污染物都会带来人体肺部的损伤，特别是对于患有肺部疾病以及呼吸道疾病的人，会产生更大的健康影响。目前全球各国都致力于解决大气污染问题，做出了许多努力。为解决大气环境污染问题，需要对大气污染物浓度实施实时监测，为中国环境保护工作打下数据基础，分别进行针对性地污染物治理。在该背景下研究大气环境污染物浓度自动监测方法，实现其实时数值监测。

对于该问题的研究，参与的学者很多，研究历史也比较长。其中赵亮亮、田建立、白雪丰应用RFID物联网技术对大气污染监测系统进行设计，该系统由PCR干扰模块、网络传输模块感应模块、实际应用模块这四个模块构成，经验证该系统能够实现大气环境污染源的监测。达鹏奎、张欢、张玉洁通过遥感影像信息与GIS技术实现了区域大气环境污染监测，并通过实验验证了监测精度高于传统方法。以上方法存在监测不够准确的问题，设计一种基于红外光吸收法的大气环境污染物浓度自动监测方法。