基于激光技术结合温度修正的高温HF气体检测方法研究

摘要：

氟化氢(HF)是变电站气体绝缘开关进行故障诊断的重要特征气体之一,因此HF气体的高测量精度,快速响应,实时在线检测的方法是工业和环境领域的研究重点之一.结合激光吸收光谱技术和蒙乃尔钢材加工的耐腐蚀多次反射池搭建HF检测实验系统;分析了HF气体在不同温度下的激光吸收光谱特性,根据HITRAN数据库的HF气体配分函数系数得到配分函数曲线和吸收线强曲线;在研究工作中重点设计了结合激光光谱解析和温度参数修正的浓度反演算法以实现气体浓度的准确检测;结合多次反射吸收池的温度特性利用不同浓度配比的HF样气得到连续实验结果.多次反射池加热后并稳定工作在313和323 K时,温度修正前浓度反演的最大相对误差分别为5.33％和5.87％,温度修正后浓度反演的最大相对误差分别为1.20％和1.47％.通过连续检测和计算,系统在323K时HF检出限为87×10-5 mmol·mol-1,高于290K时的检出限63×10-5 mmol·mol-1(20 m光程).尽管高温环境下温度修正后的检测误差大于室温情况,但是同一高温下温度修正后的检测误差仍低于未经过温度修正的值.通过该研究证明了本浓度反演算法工作稳定、可靠,可以满足化工生产现场HF实时监测的需求,对于我国工业HF气体的安全排放监管和环境保护起有效的技术支持.

关键词：激光吸收光谱、温度修正、浓度反演算法、多次反射池、氟化氢

所属期刊栏目：37

分类号：O443.1(电磁学、电动力学)

资助基金：The National Key Scientific Instrument and Equipment Development Projects2012YQ22011902;The 863 National High Technology Research and Development Program of China2014AA06A503

在线出版日期：2017-05-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：964-970