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电化学氯气传感器与差分吸收光谱技术测量氯气的数据处理方法研究

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氯气是一种剧毒性、强腐蚀性、刺激性的黄绿色气体。在低浓度的氯气环境中,人体长期接触会引起呼吸道的严重损伤,对眼睛黏膜和皮肤有高度刺激性[1]。大气中氯气污染可能主要来自于泄漏事故,而氯气泄漏会对环境造成极其严重的后果。ME4-CL2电化学氯气传感器是根据电化学原理,利用被测气体在传感器工作电极和对电极上发生相应的氧化还原反应并释放电荷,通过外电路形成电流,电流大小与气体浓度成正比,从而实现对目标气体的定量测量。基于差分吸收光谱(DOAS)技术,结合自主搭建的一套小型便携式DOAS实验系统,开展了对氯气的实验测量。在处理氯气的标准截面时,比较了两种不同的高通数字滤波方法:三角函数滤波和多项式拟合滤波。实验证明采用后一处理方法能够更加准确反演出氯气的浓度。模拟计算的结果显示,采用五阶多项式处理的结果的误差较小;在不同样品池内的测量结果显示,利用该方法测量氯气的线性度达到0.996 1;实际的一条谱的反演结果显示拟合谱与测量谱基本重合,且剩余噪声谱的峰峰值最大值5‰;给出整个实验过程中可能的误差主要来源。综合以上的实验结果表明,利用DOAS技术采用多项式拟合处理的方法可以实现对于氯气的检测。

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