基于介电特性的空气中污染物浓度检测

摘要

为了将介电特性检测技术应用于空气质量检测,本文采用研究设计的新型流体介电特性检测系统,对空气中的挥发性有机化合物、柴油车尾气等几种类型的污染物检测进行初步研究和探索.研究养猪场的污染空气与柴油车排放尾气的频率响应模式.测试空气中不同浓度的醋酸在宽频率范围内的频率响应特性,通过偏最小二乘(PLS)回归,建立空气中醋酸浓度的定量预测模型.研究结果表明,空气样本频率响应模式的变化,主要出现在中高频区,对于柴油车尾气和猪圈的污染空气,这一区域在90MHz以上.电介质的电容作用在空气中占主导地位,而空气中的导电是非常小的.空气中醋酸浓度与其频率响应特性具有很高的相关性,随着空气中醋酸浓度的增加,频率响应模式发生规则的变化,其增益和相位曲线的峰值点逐渐递减.空气中醋酸浓度的PLS预测模型显示了较高的预测精度,在只使用相位数据时,PLS回归训练模型的R2为0.9966,而相应的均方根误差RMSE为75.2605mL/m3。