CO2濃度實(shí)時(shí)檢測(cè)方法及其實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，二氧化碳排放量急劇上升，所造成的溫室效應(yīng)對(duì)人類的生存構(gòu)成巨大的威脅?！暗吞冀?jīng)濟(jì)”已提上了日程，二氧化碳減排和回收成為二十一世紀(jì)研究的熱點(diǎn)課題。同時(shí)，對(duì)二氧化碳排放量的監(jiān)測(cè)是必不可少的部分。一些專家學(xué)者研究了許多氣體檢測(cè)方法，并研發(fā)了相關(guān)設(shè)備，其中，基于光譜吸收理論的檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)二氧化碳?xì)怏w濃度的在線檢測(cè)，其具有精度高、實(shí)時(shí)性好等優(yōu)勢(shì)，但其穩(wěn)定性和魯棒性較差。針對(duì)實(shí)際環(huán)境條件下二氧化碳濃度的測(cè)量結(jié)果受環(huán)境干

2、擾大的情況，本文做了以下研究：
　　 首先，通過(guò)分析光譜吸收法的理論，得知基于光譜吸收技術(shù)的二氧化碳的在線監(jiān)測(cè)方法的存在諸多局限性：檢測(cè)結(jié)果受實(shí)際環(huán)境條件下的溫度、壓強(qiáng)、濕度、相似氣體等因素影響，其中溫度和壓強(qiáng)與測(cè)量結(jié)果存在直接的函數(shù)關(guān)系，相似氣體、濕度等影響因素與測(cè)量結(jié)果之間的關(guān)系不確定。在此結(jié)論基礎(chǔ)上，提出了應(yīng)用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)修正光譜吸收法的檢測(cè)誤差，并選取了比較適用于實(shí)時(shí)檢測(cè)的在線極限學(xué)習(xí)機(jī)作為融合模型。
　　

3、 然后，選取溫度、壓強(qiáng)、濕度、相似氣體四種常見(jiàn)的影響因素作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，在實(shí)驗(yàn)室條件下設(shè)計(jì)了模擬實(shí)驗(yàn)，包括了硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。利用所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)改變整體環(huán)境變量下的某一個(gè)變量定性分析該變量對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響特性，然后，通過(guò)連續(xù)改變?nèi)肿兞?，保證每一個(gè)變量都至少變換一個(gè)周期，而且整體呈現(xiàn)交叉變換，采樣獲得一組樣本數(shù)據(jù)。
　　 接著，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化預(yù)處理后，分幾種情況對(duì)其進(jìn)行融合：第一種是采用ELM網(wǎng)絡(luò)直接對(duì)歸一化

4、處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；第二種是先用K-均值法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，然后再用ELM網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行融合；第三種是應(yīng)用不完全觀測(cè)理論的異步多傳感器數(shù)據(jù)融合算法改進(jìn)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，再融合。
　　 最后，通過(guò)比較 TDLAS的直接測(cè)量結(jié)果和應(yīng)用三種融合技術(shù)修正后的測(cè)量結(jié)果，從精度、魯棒性和可控性等方面分析兩類測(cè)量方法的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在環(huán)境變化幅度較大的情況下，環(huán)境因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響程度較大，通過(guò)改進(jìn)的ELM模型融合修正后的濃度值比用 TD