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工业生产过程中排放的有害气体是大气污染物的主要来源之一,目前,我国对于工业区排放的有害气体缺乏便捷快速的监测方法,无法为大气污染控制与治理快速提供全面立体的监测数据。本文结合傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术和掩日通量(SOF)监测方法,研究了排放气体柱浓度的监测模型；根据排放气体的吸收和扩散特性,研究了工业区有害气体排放通量车载FTIR-SOF监测方法,并设计了工业区有害气体排放通量车载FTIR-SOF监测系统。
本文研究了车载FTIR-SOF监测系统定量分析算法:研究了从分子红外数据库中提取标准吸收截面的方法,建立了反演气体柱浓度的数学模型,研究了Levenberg-Marquardt非线性最小二乘的气体柱浓度反演算法。通过矢量分析,研究了污染源有害气体排放通量的计算方法。在算法的基础上,开发了相应的分析软件。通过进程间通讯保证监测系统独立设备间协调工作,实现光谱的自动采集与存储；通过研究标准光谱与异常光谱之间的相似性,提出了基于线性相关性分析的光谱筛选算法,开发了车载FTIR-SOF监测系统的测量控制软件和光谱自动筛选软件。
本文对车载FTIR-SOF监测方法与系统进行了充分的实验研究,在实验室中对几种已知柱浓度的标准样品进行了测量,测量结果的相对误差均小于5％,验证了柱浓度反演算法的正确性,并通过实验分析了FTIR-SOF监测方法的检测限。根据上述研究结果,利用研制的车载FTIR-SOF监测系统对三个工业区排放的有害气体进行了监测,分析了各个工业区排放气体柱浓度空间分布和排放通量,同时,检验了系统软硬件的稳定性和排放通量计算方法的可靠性。最后,结合排放气体扩散特性以及风场变化规律,对排放通量监测结果进行了误差分析。实验研究表明车载FTIR-SOF监测方法与系统能够有效实现工业区有害气体排放的快速立体监测。