[发明专利]环境空气二氧化硫检测方法

权利要求书

1.一种环境空气二氧化硫检测方法，其特征在于：采用环境空气二氧化硫检测装置进行检测；所述环境空气二氧化硫检测装置包括气体吸收室，所述气体吸收室包括镜筒、第一反射镜及第二反射镜，所述镜筒上开设有进气口及出气口，所述镜筒还包括第一端及第二端，所述第一反射镜设置在所述镜筒的第一端，所述第二反射镜设置在所述镜筒的第二端；所述第一反射镜中心设置有通孔，所述通孔内安装有平凸透镜，所述平凸透镜包括平面侧和凸面侧，所述平凸透镜的平面侧靠近所述镜筒设置，所述平凸透镜的凸面侧背离所述镜筒设置；

所述环境空气二氧化硫检测装置还包括深紫外连续光谱光源、数据处理器及光纤分路器，所述深紫外连续光谱光源通过所述光纤分路器与所述通孔连接，以将深紫外光从所述平凸透镜进入所述镜筒，所述数据处理器通过所述光纤分路器与所述通孔连接，以采集经所述第二反射镜及所述第一反射镜反射后再从所述平凸透镜射出的深紫外光并计算二氧化硫浓度；

检测方法包括以下步骤：

步骤S1:采集无污染气体吸收的深紫外光参考光谱；

步骤S2:采集被环境空气吸收后的深紫外光谱，并对采集的深紫外光谱进行去除暗电流、波长校准及光谱平滑预处理；

步骤S3:利用参考光谱和被环境空气吸收后的深紫外光谱计算出吸收光谱；

步骤S4:提取吸收光谱中二氧化硫吸收波段的傅里叶变换后的光谱特征T＝[t₁,t₂,...t_n]以及干扰物气体吸收波段的光谱特征D＝[d₁,d₂,...d_m]，其中，T为1×n向量，D为1×m，n和m代表特征数；

步骤S5:将提取的二氧化硫光谱特征T与干扰物气体的光谱特征D进行组合得到特征组合向量TD＝[T,D]＝[t₁,t₂,...t_n,d₁,d₂,...d_m]，TD为1×(n+m)向量；

步骤S6:根据特征组合向量TD计算二氧化硫的浓度相对值Cx＝TD*Uso₂，其中Uso₂为特征行列式，由标定过程得出；

步骤S7:根据二氧化硫的浓度相对值及标定拟合公式计算出二氧化硫浓度C_SO2＝kCx+b，其中，k和b为标定系数，由标定过程得出。

2.根据权利要求1所述的环境空气二氧化硫检测方法，其特征在于：所述数据处理器包括：

数据采集单元：用于采集经所述第二反射镜及所述第一反射镜反射后再从所述平凸透镜射出的深紫外光谱；

标定公式计算单元：用于基于二氧化硫标准气体及干扰物标准气体的吸光度信息计算标定公式，所述二氧化硫标准气体为已知浓度的二氧化硫气体，所述干扰物标准气体为已知浓度的干扰物气体；

二氧化硫浓度计算单元：用于基于被测环境空气的吸光度信息及所述标定公式计算单元计算的标定公式，计算二氧化硫浓度。

3.根据权利要求1所述的环境空气二氧化硫检测方法，其特征在于：所述第一反射镜与所述第二反射镜同轴设置，且所述第一反射镜的反射面与所述第二反射镜的反射面以面对面的方式设置，所述第一反射镜及所述第二反射镜的反射面上镀有反射膜。

4.根据权利要求3所述的环境空气二氧化硫检测方法，其特征在于：所述第一反射镜及所述第二反射镜的反射面为凹面，且所述第一反射镜与所述第二反射镜的反射面的曲率半径相同，所述第一反射镜与所述第二反射镜的直径相同。

5.根据权利要求1所述的环境空气二氧化硫检测方法，其特征在于：所述通孔内还安装有窗片，所述窗片为平面玻璃，所述通孔包括第一通孔及第二通孔，所述窗片设置于所述第一通孔内且覆盖所述第二通孔的孔口。

6.根据权利要求5所述的环境空气二氧化硫检测方法，其特征在于：所述平凸透镜设置在所述第一通孔内，所述窗片设置于所述平凸透镜的平面侧的侧方。

7.根据权利要求5所述的环境空气二氧化硫检测方法，其特征在于：所述窗片表面镀带通膜。