詳述紫外差分吸收光譜技術的原理及應用

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詳述紫外差分吸收光譜技術的原理及應用

$ \8 i) u3 f, b* r) J" R一、紫外差分吸收光譜法的由來及技術背景

' B' ~. [. X  B4 N) f差分吸收光譜法（DOAS）最早由德國海德堡大學環境物理研究所的Platt提出。主要是利用吸收分子在紫外到可見光段的特征吸收來研究大氣層的痕量氣體成分（CH2O、O3、NO2、SO2、Hg、NH3等）。差分吸收光譜技術是利用空氣中氣體分子的窄帶吸收特性來鑒別氣體成分，并根據窄帶吸收強度來推演氣體的濃度，因此差分吸收光譜方法具有一些傳統檢測方法所無法比擬的優點。
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* z' Q: G1 t  X9 ?二、差分吸收光譜法在煙氣測量中的應用

" K  T- q+ b+ h  J& z* t* f    DOAS廣泛應用于測量大氣中污染氣體濃度，以后逐漸在煙氣監測領域也得到應用，差分吸收光譜法的主要優點是可以在不受被測對象化學行為的干擾的情況下來測量它們的絕對濃度，可以通過分析幾種氣體在同一波段的重疊吸收光譜，來同時測定幾種氣體的濃度。增加測量氣體的數量只需要更改軟件，不需要增加硬件。
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9 @. n" _5 J; D( u/ ~! R目前DOAS在煙氣監測中的應用方式有兩種1、直接測量式；2、完全抽取式。其中直接測量式目前實際使用比例較大。這兩種方法都有各自的優缺點。

直接測量式是將煙道作為一個開放的吸收池，對氣體進行實時連續的直接測量，不需要預處理系統，安裝方便，維護量小，在一定范圍內不受煙道內煙塵和水霧的影響，但當煙塵或水霧較高時此方法就無效了，易耗品較貴，維護需要專業人士，特別是當保護儀表風失效時設備極易被煙道氣體污染導致數據的失效。而且現場不容易做對標準物質的比對實驗。
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完全抽取式中使用DOAS是將光學平臺置于保護箱里，在測量氣體前需要對被測氣體進行預處理，由于加入了預處理系統安裝較為繁瑣，維護量較大。但易耗品比較便宜，測量光路不易被污染，維護人員不需要特別專業，適用范圍較廣，容易實現現場的標準物質比對實驗。

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三、DOAS在煙氣排放監測中的原理

其最基本的原理是利用光譜吸收的朗伯-比爾定律：
% D# U/ X5 m  g, `, p
I(λ)=Io(λ)exp[-L﹒C﹒σ(λ)]             ----------------（1）
) d% U1 q5 A& ^8 D
I(λ)--------------經過光路衰減的接收光強
$ u- H3 h  c# ~( x0 C! H
Io(λ)-------------光源的原始光強

& f3 x- ?3 A* x' A% @L------------------光程

# r& ~& a! d1 R5 `/ F: k0 x- lC------------------氣體濃度
& `: n5 f7 k3 u0 e
σ(λ)------------待測氣體的吸收截面
) |2 Q: f, \- N' d" |, F

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基本原理為：紫外可見光發射器向接收器發射具有確定光譜的紫外光束；紫外光經過光路中的樣品室時被被測物質所吸收，吸收后的紫外光信號傳送到光譜儀中的分光系統進行分光后再投射到CCD陣列上，經CCD陣列轉化為電信號，再經模數轉化后輸入計算機進行處理，最后得出被檢測區域內的氣體濃度，然后可根據需要對檢測結果進行傳送、顯示和打印


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jiangsuwanhua

學習了

遠祥

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