[发明专利]基于紫外光催化转化的硫化氢气体浓度检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种基于紫外光催化转化的硫化氢气体浓度检测装置，其特征在于：其包括光路部分、气路部分和数据采集处理装置；

所述光路部分包括氘灯、第一石英透镜、第二石英透镜、样品池、挡光板、光纤及光谱仪；所述气路部分包括氧气储气罐、硫化氢储气罐、气泵、气压计、流量计与强碱溶液池；

光线经过第一石英透镜转化为一束平行光进入样品池，经过样品池的光束再经过第二石英透镜汇聚至光纤的接收端，光线经光纤传播至光谱仪的输入端，光谱仪对输入光线进行处理后将特征吸收光谱数据信号通过数据传输端口传至数据采集处理装置，所述数据采集处理装置对特征吸收光谱数据信号进行滤波和浓度计算；

硫化氢气体和氧气分别通过电磁阀与流量计借助于气体管路进入样品池进行检测。

2.根据权利要求1所述的基于紫外光催化转化的硫化氢气体浓度检测装置，其特征在于：在样品池的上侧设置有多个氧气进气孔，每个氧气进气孔均配置有一个小型气泵，多个氧气进气孔均匀分布。

3.根据权利要求1所述的基于紫外光催化转化的硫化氢气体浓度检测装置，其特征在于：所述出气口附近设置有强碱溶液池，所述强碱溶液池的配置用于利用强碱溶液与酸性气体进行中和，防止排出气污染环境。

4.根据权利要求1所述的基于紫外光催化转化的硫化氢气体浓度检测装置，其特征在于：样品池为圆柱形。

5.根据权利要求1所述的基于紫外光催化转化的硫化氢气体浓度检测装置，其特征在于：所述数据采集处理装置为计算机。

6.一种基于权利要求1所述的基于紫外光催化转化的硫化氢气体浓度检测装置的检测方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1、先打开氘灯，然后打开硫化氢储气罐的电磁阀，同时打开出气口电磁阀，使硫化氢气体快速通入样品池，并通过出气口进入强碱溶液池，硫化氢气体持续通入一段时间以排尽样品池中的初始气体；

S2、待样品池中的初始气体排尽后关闭出气口电磁阀，同时打开氧气储气罐的电磁阀，并打开气泵和进气口电磁阀，在紫外灯的照射下，让硫化氢与由氧气转而成的臭氧充分反应，从而使硫化氢气体完全转化为二氧化硫气体，待硫化氢气体充分转化成二氧化硫之后，通过光谱仪得到转化后的二氧化硫气体的特征吸收光谱数据信号；

S3、对采集得到的特征吸收光谱数据信号进行小波去噪；

S4、利用差分吸收光谱法对滤波后的数据进行处理，计算得到最终二氧化硫气体的浓度；

S5、根据所测最终二氧化硫气体的浓度推算出硫化氢气体的浓度。

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于：步骤S3具体包括以下步骤：

S31、采用平稳小波变换对采集到的光谱信号进行去噪处理，设含有噪声的吸收光谱信号为：

y_i＝f(t_i)+e_i，i＝1，2，…，n (1)

其中，f(t_i)是理想的吸收光谱信号，e_i是随机噪声信号，另c₀＝y_i表示初始信号序列，利用正交小波变换对c₀进行多级分解，得到逼近信号c_j和多级细节信号d_j，小波变换采用的小波基为db小波，分解层数为3层；

S32、对各层分解出的高频细节信号根据式(2)进行噪声的方差估计，阈值门限为σ为白噪声的均方差，n为吸收光谱信号长度，并采用软阈值按照公式(3)对d_j进行处理，

σ＝median(|d₁|)/0.6745 (2)

S33、对处理后的细节信号与逼近信号进行信号重构，得到滤除噪声后的吸收光谱信号。