紫外差分吸收光谱技术说①明手册
一、 紫外差分吸收光谱▓原理
紫外差分吸收光谱法（DOAS）主要是利用吸收分子在↘紫外到可见光段的特征吸收来研究大气层的痕量气体成∏分（CH2O、O3、NO2、SO2、Hg、NH3等）。DOAS利用空气中气体分子的窄带吸收特性来鉴别气体成分，并根据窄带吸收◎强度来推演气体的浓度， DOAS广泛应用于测量☆大气中污染气体浓度，以后逐渐在烟气监测领域也得到应用，DOAS的主要优点是在任何背景气体条件下测量，通过分析几种气体在同一波段的重叠吸△收光谱，来同时测定几种气体的浓■度。
在测量多组份气体时，气々体吸收的朗伯-比ω 尔定律可表示为：
I(λTP)=Io(λ)exp{-[∑Ciσi(λTP)+Εm(λ)+Εr(λ)] ﹒L}+N(λ) -------（1）
I(λTP)------------------------考虑温度、压力影响的接收光强
σi(λTP)-------------------- 考虑温度、压力影响◤的第i种气体的吸收截面
Ci---------------------------------------第i种气体的』浓度【
Εm(λ) ----------------------------较大颗粒的米氏散射
Εr(λ) ----------------------------较小颗粒的瑞利散射
N(λ) --------------------------------光子噪声
DOAS技术特点在于根据被测ㄨ气体在所选波段上的频率【特性，将吸收截面分成两部分，即随波长快←速变化的窄带吸收截面σ’i和随波长缓慢变化的宽带吸收截面σib，即
σi=σ’i+σib ----------------（2）
当仅考虑〇快变部分时，就可以消除气体分子①及烟尘颗粒物的瑞利散射和米氏散射以及光强衰减等※的影响→，用I’o(λ)表示慢☉动部分吸收光强。则差分光学吸收度为：
D’=ln[I’o(λ)/ I(λ)]=L∑σ’i(λTP) ﹒Ci ----------------（3）
如果是在直接抽取式系▅统里，可以通过技术保证被侧气体的温度、压力■没有较大变化，就可以∴不考虑温度及压力的影响，建立方程组。
紫外差分吸收光谱技术说明手册
一、 紫外差分吸收光谱原理
紫外差分吸收光谱法（DOAS）主要是利用吸收ω 分子在紫外到可见光段的特征吸收来研究大气层的痕量气体成分（CH2O、O3、NO2、SO2、Hg、NH3等）。DOAS利用空气中气体分子的窄带吸收特性来鉴别气体成分，并根据窄带吸收强度来推演气体的浓度， DOAS广泛应用于测量大气中污染气体浓度，以后逐渐在烟气监测领域也得到应用，DOAS的主要优点是在任何背景气体条件下测量，通过分析几种气体在同一波段的重叠〗吸收光谱，来同时测定↙几种气体的浓度。
在测量多组份气体时，气体吸收的朗伯〓-比尔定律可表示为：
I(λTP)=Io(λ)exp{-[∑Ciσi(λTP)+Εm(λ)+Εr(λ)] ﹒L}+N(λ) -------（1）
I(λTP)------------------------考虑温度、压力影响的接收光强
σi(λTP)-------------------- 考虑温度、压力影响的第i种气体的吸收截面
Ci---------------------------------------第i种气体的浓度
Εm(λ) ----------------------------较大颗粒的米氏散射
Εr(λ) ----------------------------较小颗粒的瑞利散射
N(λ) --------------------------------光子噪声
DOAS技术特点在于根据被测气体在所选波段上的频率特性，将吸收截面分成两部分，即随波长快速变化的窄带吸收截面σ’i和随波长缓慢变化的宽带吸收截面σib，即
σi=σ’i+σib ----------------（2）
当仅考虑快√变部分时，就可以消除气体分子及烟尘颗粒物的瑞利散射和米氏散射以及光强衰减等的影响，用I’o(λ)表示慢▆动部分吸收光强。则差分光学吸收度为：
D’=ln[I’o(λ)/ I(λ)]=L∑σ’i(λTP) ﹒Ci ----------------（3）
如果是在直接抽取式系统↓里，可以通过技术保证被侧气体的温度、压力没有较大变△化，就可以不考虑温度及压力的影响，建立方程组。
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D’(λ1) D’(λ2) ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ D’(λm)
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=L |
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σ’1(λ1)+ σ’2(λ1)+K+σ’n(λ1) σ’1(λ2)+ σ’2(λ2)+K+σ’n(λ2) ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ σ’1(λm)+ σ’2(λm)+K+σ’n(λm)
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Ci C2 ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ Cm
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----------（4）
即D=A﹒C ----------（6）
其中D为差分吸光度矩◥阵，A为差分吸收◆截面矩阵，C为气体浓◥度矩阵。
差分吸光度可由测量值获得，差分吸收截面A可由实验室测量的吸收截面▼通过滤波计算获得（现在已有∮成熟的数据库可供参考），光程¤为定值。
紫外差分气体检㊣测系统主要包括：光源发射ㄨ器（氘灯）、光＠ 源接收器、分析气室、光纤、光谱卐仪和计算机等，如图1所示。
图1 紫外】差分吸收光谱系统示意图
即D=A﹒C ----------（6）
其中D为差分吸光度矩※阵，A为差分吸收截面矩阵，C为气体浓度矩阵。
差分吸光度可由测量值获得，差分吸收截面A可由实验室测量的吸收截面通过滤波计算获得（现在已有成熟的数据库可供参考），光程为〖定值。
紫外差分气体检测系统主要包括：光源发射器（氘灯）、光源接收器、分析气室、光纤、光谱仪和计算机等，如图1所示。
图1 紫外差分吸收光谱系统示意图
