一种估算主要氮氧化物浓度的方法与流程

本发明属于大气监测，具体涉及一种估算主要氮氧化物浓度的方法。

背景技术：

1、含有活性氮的化合物统称为noy，包括一氧化氮(no)、二氧化氮(no2)、三氧化二氮(n2o3)、五氧化二氮(n2o5)、亚硝酸(hono)、硝酸(hno3)、过乙酰硝酸酯(pan标气)、气溶胶硝酸盐等，其中no和no2为主要氮氧化物(nox)，noz则为noy和nox的差值。nox的化学转化会促进大气颗粒物(如pm2.5)污染，大气中no2的与羟基自由基(oh)反应生成硝酸，会进一步形成酸雨、酸雾、水土酸化，并且在nh3存在的条件下，还会形成硝酸盐气溶胶等二次无机气溶胶，引发霾。现有的nox分析仪价格昂贵，而且受限于检测原理存在误差较大的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种估算主要氮氧化物浓度的方法，旨在解决现有的主要氮氧化物分析仪价格昂贵，且受限于检测原理存在误差较大的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种估算主要氮氧化物浓度的方法，包括：

3、s10：使用臭氧净生成速率分析仪获取臭氧的生成速率y1，并在臭氧净生成速率分析仪的同一地点布置一台光腔衰荡法no2分析仪，以测量no2的浓度x1；

4、s20：对测量的臭氧生成速率值y1和no2浓度x1进行数据拟合，拟合函数表达式为：

5、

6、通过数据拟合计算得出k1、k2、k3、k4和b1；

7、由于no主要来源no2的光解，且每个no2分子生成一个no分子，因此此处的x1即代表no的浓度；

8、s30：使用光解速率分析仪获取o3的光解速率x2和no2的光解速率x3，并在光解速率分析仪的同一地点布置一台光腔衰荡法no2分析仪，以测量no2的浓度y2；

9、s40：对测量的o3的光解速率x2、no2的光解速率x3、no2的浓度y2进行数据拟合，拟合函数表达式为：

10、y2＝k5x2+k6x3+b2；

11、通过数据拟合计算得到k5、k6和b2；

12、s50：通过上述s10-s40步骤确定no反演算方程：以及no2反演算方程y2＝k5x2+k6x3+b2，需要估算主要氮氧化物浓度时，通过臭氧净生成速率分析仪将测量的臭氧生成速率值代入no反演算方程计算得出no浓度，通过光解速率分析仪获取o3光解速率和no2光解速率代入no2反演算方程计算得出no2的浓度，主要氮氧化物浓度即为no浓度和no2浓度之和。

13、在一种可能的实现方式中，在所述s20步骤和所述s40步骤中还包括异常数据剔除，包括步骤：

14、测量多组数据，获取多组数据的平均值，将每个数据与平均值进行比对，差值超出预设值则判定为异常数据并进行剔除。

15、在一种可能的实现方式中，所述s40步骤和所述s50步骤之间还包括拟合验证过程，包括步骤：

16、重复s10和s20使用新的数据进行拟合并获取验证拟合公式：

17、通过数据拟合计算得出k1′、k2′、k3′、k4′和b1′；

18、一一比对k1′、k2′、k3′、k4′、b1′和k1、k2、k3、k4、b1，若比例小于0.9则重新计算no反演算方程；

19、重复s30和s40使用新的数据进行拟合并获取验证拟合公式：y2′＝k5′x2′+k6′x3′+b2′

20、一一比对k5′、k6′、b2′和k5、k6、b2，若比例小于0.9则重新计算no2反演算方程。

21、在一种可能的实现方式中，所述拟合验证过程使用的数据数量小于实际拟合过程使用的数据数量。

22、在一种可能的实现方式中，所述拟合验证过程使用的数据数量与实际拟合过程使用的数据数量的比值为1:4。

23、在一种可能的实现方式中，根据不同的环境和不同的地理位置获取不同情况下的{k1、k2、k3、k4、b1}和{k5、k6、b2}，从而得到该情况对应的no反演算方程和no2反演算方程。

24、在一种可能的实现方式中，将测量的臭氧生成速率值y1和no2浓度x1平均分为n组，每组所含的数据数量相等，将每组数据带入所述s20步骤中的拟合函数表达式中计算得到每组数据对应的k1、k2、k3、k4和b1，并将多组数据求得的k1、k2、k3、k4和b1一一取平均值得到和并将和代入no反演算方程。

25、在一种可能的实现方式中，每组数据测量的臭氧生成速率值y1和no2浓度x1覆盖的时间长度相等。

26、在一种可能的实现方式中，将测量的o3的光解速率x2、no2的光解速率x3、no2的浓度y2平均分为n组，每组所含的数据数量相等，将每组数据带入所述s40步骤中的拟合函数表达式中计算得到每组数据对应的k5、k6和b2，将多组数据求得的k5、k6和b2一一取平均值得到和并将和代入no2反演算方程。

27、在一种可能的实现方式中，每组数据测量的o3的光解速率x2、no2的光解速率x3、no2的浓度y2覆盖的时间长度相等。

28、本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，由于现有的光化学监测站点已经普遍配置了光解速率分析仪和臭氧净生成速率分析仪，通过s10-s40的步骤对no和no2的反演算方程进行计算，进而可在后期测量的时候，直接根据臭氧净生成速率分析仪测量的臭氧的生成速率y1计算得到对应的no浓度，同理，根据光解速率分析仪测量的o3的光解速率x2、no2的光解速率x3计算得到对应的no2浓度，则根据no浓度和no2浓度之和可求得主要氮氧化物浓度，不仅拓展了光解速率分析仪和臭氧净生成速率分析仪的使用场景，还为相关研究提供了数据支撑，符合我国大气测量智能化、简单数据深度挖掘的发展趋势，节约测量成本，坚强了运维人员的工作强度。

技术特征：

1.一种估算主要氮氧化物浓度的方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的估算主要氮氧化物浓度的方法，其特征在于，在所述s20步骤和所述s40步骤中还包括异常数据剔除，包括步骤：

3.如权利要求1所述的估算主要氮氧化物浓度的方法，其特征在于，所述s40步骤和所述s50步骤之间还包括拟合验证过程，包括步骤：

4.如权利要求3所述的估算主要氮氧化物浓度的方法，其特征在于，所述拟合验证过程使用的数据数量小于实际拟合过程使用的数据数量。

5.如权利要求4所述的估算主要氮氧化物浓度的方法，其特征在于，所述拟合验证过程使用的数据数量与实际拟合过程使用的数据数量的比值为1:4。

6.如权利要求1所述的估算主要氮氧化物浓度的方法，其特征在于，根据不同的环境和不同的地理位置获取不同情况下的{k1、k2、k3、k4、b1}和{k5、k6、b2}，从而得到该情况对应的no反演算方程和no2反演算方程。

7.如权利要求1所述的估算主要氮氧化物浓度的方法，其特征在于，将测量的臭氧生成速率值y1和no2浓度x1平均分为n组，每组所含的数据数量相等，将每组数据带入所述s20步骤中的拟合函数表达式中计算得到每组数据对应的k1、k2、k3、k4和b1，并将多组数据求得的k1、k2、k3、k4和b1一一取平均值得到和并将和代入no反演算方程。

8.如权利要求7所述的估算主要氮氧化物浓度的方法，其特征在于，每组数据测量的臭氧生成速率值y1和no2浓度x1覆盖的时间长度相等。

9.如权利要求1所述的估算主要氮氧化物浓度的方法，其特征在于，将测量的o3的光解速率x2、no2的光解速率x3、no2的浓度y2平均分为n组，每组所含的数据数量相等，将每组数据带入所述s40步骤中的拟合函数表达式中计算得到每组数据对应的k5、k6和b2，将多组数据求得的k5、k6和b2一一取平均值得到和并将和代入no2反演算方程。

10.如权利要求9所述的估算主要氮氧化物浓度的方法，其特征在于，每组数据测量的o3的光解速率x2、no2的光解速率x3、no2的浓度y2覆盖的时间长度相等。

技术总结本发明提供了一种估算主要氮氧化物浓度的方法，属于大气监测技术领域，所述估算主要氮氧化物浓度的方法包括S10：获取臭氧的生成速率y1和NO2的浓度x1；S20：对测量的臭氧生成速率值y1和NO2浓度x1进行数据拟合，通过数据拟合计算得出k1、k2、k3、k4和b1；S30：获取O3的光解速率x2和NO2的光解速率x3、NO2的浓度y2；S40：对测量的O3的光解速率x2、NO2的光解速率x3、NO2的浓度y2进行数据拟合，通过数据拟合计算得到k5、k6和b2；S50：代入NO反演算方程计算得出NO浓度，代入NO2反演算方程计算得出NO2的浓度，主要氮氧化物浓度即为NO浓度和NO2浓度之和。技术研发人员：董浩,郭小龙,纪亮亮,杨建虎,崔志旺,孙程,王宏杰,周紫阳,屈晓虎受保护的技术使用者：河北先河环保科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2