【摘 要】
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我国经济迅速发展的同时带来了大气、水、土壤等各种环境污染,其中大气污染最为严重。随着大量的化石燃料被使用消耗,燃煤电厂会大量排放SO2、NOx等气体污染物,对环境和人类会造成严重损伤。国家生态环境部为保证环境优良发展,制定了火电厂大气污染物超低排放国家标准（GB13223-2011）,随之而来的问题就是国产检测仪器性能无法达到超低排放国家标准,而进口仪器虽然性能优良但价格高昂。因此基于我国重大科学
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我国经济迅速发展的同时带来了大气、水、土壤等各种环境污染,其中大气污染最为严重。随着大量的化石燃料被使用消耗,燃煤电厂会大量排放SO2、NOx等气体污染物,对环境和人类会造成严重损伤。国家生态环境部为保证环境优良发展,制定了火电厂大气污染物超低排放国家标准（GB13223-2011）,随之而来的问题就是国产检测仪器性能无法达到超低排放国家标准,而进口仪器虽然性能优良但价格高昂。因此基于我国重大科学仪器设备研发专项的支持,研制高精度、高可靠、稳定性好、价格合适的超低浓度SO2、NOx烟气分析仪为课题主要目标。本文对仪器软硬件系统进行设计及优化,研究了气体检测算法中的反演波段细化、混合气体特征提取,对仪器进行现场验证测试,具体工作内容如下:（1）硬件系统优化。本文对仪器硬件系统关键技术进行研究,介绍了仪器系统的核心器件,对气路模块、显示模块、电源模块进行优化调整。（2）软件系统设计。本文对已有仪器PC软件系统进行部分优化调整,增加校准、状态监控、报表查询等功能,以MVC架构（Model,View,Controller）对系统设计进行重构,提高了仪器软件的可拓展性、安全性等;完成了仪器数采平台的设计与实现,该平台基于Java与Matlab联合编程实现,以Java语言的跨平台性解决PC软件系统不能对多台仪器进行统一调配的痛点,采用微服务架构进行设计,从而使平台具有易开发、易维护、可故障隔离、高容错等优势。（3）检测算法优化。本文对SO2的浓度反演波段进一步细化,通过对SO2的差分光学密度以及气体吸收波段进行分析,将SO2反演波段从200～230nm调整细化至206～213nm,并采用FFT变换的方法提取SO2的光谱特征,经验证,该方法能够准确将SO2的差分光学密度从混合气体中分离,提高算法检测精度。（4）现场测试。本文详细说明了现场仪器所需安装、调试、标定步骤及注意事项。仪器于广州第三方机构获得环境适应性与可靠性检测报告,于大连、渭河两地热电厂与电厂自用进口仪器进行数据比对,得到对比曲线相关度良好,仪器各项指标如线性误差≤±2%F.S.,24小时零漂≤±2%F.S,测量准确性≤±10%等均符合且优于项目指标要求,于重庆计量院取得了计量型式试验报告及证书,为烟气分析仪由研究仪器转向市场产品奠定了基础。
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