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紫外烟气综合分析仪采用的紫外差分吸收光谱技术是如何实现测量的青岛众瑞便携式紫外烟气综合分析仪（H款，热湿法）采用紫外差分吸收光谱技术测量烟气中的SO2、NO、NO2和NH3，其中紫外差分吸收模块在热湿状态下进行测量，避免除水造成的烟气组分损失。
紫外差分吸收光谱技术原理：当紫外-可见连续光谱经过含有被测污染气体的样气时，特定波长光能被样气中的污染气体吸收，光的吸收（吸光度）与污染气体浓度呈正比，采用光谱分析和化学计量学方法建立起实验室标定吸光度和污染气体浓度之间的经验曲线，根据现场被测样气的吸光度实时计算样气中污染气体浓度。
在实际测量中，不仅存在气体分子对光的吸收，还存在瑞利散射、米氏散射等对光的衰减作用，差分吸收的基本思想是将气体分子的吸收截面分为两个部分，一是随波长作缓慢变化的宽带光谱结构，即低频部分，二是随波长作快速变化的窄带光谱结构，即高频部分。
DOAS方法利用吸收光谱的高频部分计算得出气体浓度。
由于DOAS方法分析的是吸收光谱的高频部分，而水汽、烟尘和其他一些成分的吸收光谱均属于低频，因此DOAS技术可以有效地去除水汽、烟尘等对测量结果的影响，使测量结果可以更准确、更稳定、更可靠。
同时，由于每种气体分子都有其特征吸收光谱，使得DOAS可以同时测量多种气体组分。
青岛众瑞便携式紫外烟气综合分析仪（H款，热湿法）采用紫外差分吸收光谱技术测量烟气中的SO2、NO、NO2和NH3，可选O2、CO、CO2、H2S传感器测量气体浓度，不受烟气中水蒸气影响，具有较高的测量精度和稳定性，特别适合高湿低硫工况测量。
整机采用一体便携式设计，采样管和主机为一体，携带方便。
可供环境监测部门对各种锅炉排放的气体浓度、排放量进行检测，也可应用于工矿企业进行各种有害气体浓度的测量。
1。
光学分析技术在环境监测中的作用前景如何在当今社会，环境问题日益严峻，对环境进行有效的监测成为了保障人类生存和发展的重要任务。
而在众多的环境监测技术中，光学分析技术以其独特的优势逐渐崭露头角。
那么，光学分析技术在环境监测中的作用前景究竟如何呢？光学分析技术是一类基于物质与光相互作用而建立的分析方法。
它利用光的吸收、发射、散射、折射、反射等特性，对环境样品中的各种物质进行定性和定量分析。
与传统的环境监测方法相比，光学分析技术具有许多显著的优点。
首先，光学分析技术具有很高的灵敏度。
能够检测到极低浓度的污染物，这对于早期发现环境中的潜在威胁至关重要。
例如，利用荧光光谱技术可以检测到痕量的有机污染物，其检测限甚至可以达到纳克甚至皮克级别。
其次，光学分析技术具有良好的选择性。
通过选择合适的光源和检测波长，可以针对特定的污染物进行准确的测定，减少其他物质的干扰。
这使得在复杂的环境样品中能够精准地识别和定量目标污染物。
再者，光学分析技术通常具有快速的分析速度。
能够在短时间内完成大量样品的检测，为环境监测提供及时的数据支持。
这对于应对突发环境事件和进行大规模的环境调查具有重要意义。
在环境监测的各个领域，光学分析技术都发挥着重要的作用。
在大气环境监测中，差分光学吸收光谱技术（DOAS）可以用于监测大气中的气态污染物，如二氧化硫、氮氧化物等。
通过对这些污染物在特定波长处的吸收特性进行分析，可以实时获取其浓度信息，为大气污染的防治提供依据。
激光雷达技术则可以对大气中的颗粒物进行监测，能够测量颗粒物的浓度、粒径分布以及垂直廓线等参数，有助于深入了解大气颗粒物的传输和扩散规律。
在水环境监测方面，紫外可见分光光度法是一种常用的光学分析技术。
它可以用于测定水中的化学需氧量（COD）、总磷、总氮等指标，反映水体的污染程度。
荧光光谱技术可以检测水中的有机污染物，如多环芳烃、农药等。
此外，拉曼光谱技术也逐渐应用于水环境监测，能够分析水中的无机物和有机物的结构和组成。
差分光学吸收光谱（Differential Optical Absorption Spectroscopy, DOAS）是一种先进的环境监测技术，用于测量大气中痕量气体的浓度。
其基本原理基于不同气体分子在特定波长范围内对太阳光或人工光源的特征吸收现象，并通过比较测量光谱与参考光谱之间的差异来确定目标气体的浓度。
DOAS技术的工作流程包括以下步骤：
光源：使用自然光（如日光）或人造光源发出连续的紫外至可见光谱范围内的光。
光路传输：光线穿过待测的大气层，在这个过程中，气体分子会根据自身的吸收特性吸收部分特定波长的光。
光谱采集：通过望远镜、光纤或其他光学系统收集穿过大气后到达地面或反向散射回来的光信号，并聚焦到光谱仪入口狭缝。
光谱分析：光谱仪将接收到的光信号转换为电信号，然后进行分光和探测，得到连续的光谱数据。
差分处理：根据Lambert-Beer定律计算并分析每个波长点处的光强变化。
通过对测量光谱和背景/清洁空气光谱进行数学上的差分运算，提取出目标气体特有的窄带吸收结构，消除宽谱吸收和其它非目标气体的影响。
反演算法：应用差分吸收光谱反演算法，解算出沿光路路径上目标气体的平均浓度。
DOAS技术的优势在于：
非接触式测量，不受采样器影响。
可实时检测多种气体，具有较高的灵敏度和准确性。
能够有效抑制背景噪声和多组分混合气体干扰。
适用于远程测量，获取较大区域内的平均气体分布信息。
这项技术广泛应用于空气质量监测、环境污染源排放监测、大气化学研究以及环境保护等领域。
简答题：1、什么是完全抽取法？它有何优点？答：完全抽取法是采用专用的加热采样探头将烟气从烟道中指取出来，经过伴热传输，使烟气在传输中不发生冷凝，烟气传输到烟气分析机拒后进行除尘、除湿等处理，然后进入分析仪进行分析检测。
完全抽取法也叫直接抽取法。
其优点是：①干基测量，可以直接测得干烟气中污染物含量；②由于烟尘和水蒸汽已经从样品中去除，所以分析仪的测量精度高。
其缺点是：①样品气体需要伴热，保温传送（温度保持在140-160°C之间）；②样品气体需要降温、除水等预处理；③在高硫分场合有酸冷凝的可能，采样和预处理部件需要防腐蚀；④采样流量较大（一般＞2L/min），过滤器易堵塞，需要定期进行反吹。
第一章2、固定污染源连续监测的采样方式主要有哪些？答：采样方式分为抽取采样法和直接测量法两种。
抽取采样法又分为直接抽取法和采样稀释法；直接测量法又分为内置式测量和外置式测量。
3、直接抽取法中的前处理方式和后处理方式的优缺点？答：直接在探头后降低烟气温度低于环境温度并除湿的方式称为前处理方式。
其优点：烟气经处理后能更灵活地选择分析仪；探头后除水，不需要加热采样管。
其缺点：探头后处理烟气对处理系统进行维护时不太方便；可在探头上降温、除湿，使探头变得复杂；传输距离远使样品气体浓度变化，造成测量误差。
在气体进入分析仪之前对烟气进行净化、降温、除湿的处理方式称为后处理方式。
其优点：便于人员检查处理系统。
其缺点：但须使整个采样管保持适当的温度。
4、直接抽取式CEMS中电子制冷器的原理？答：在两个不同导体组成的回路中通电时，一个接头吸热，另一个接头放热，这是珀尔帖效应。
改变输入直流电源的电流强度，就可以调整制冷或制热的功率。
同时通过改变直流电源的极性，就能使热量的移动方向逆转，从而达到任意选择制冷或制热的目的。
5、直接抽取式CEMS中隔膜泵的原理？答：隔膜泵的工作原理是机械冲程活塞或由连续棒移动活塞。
隔膜往复运动，短脉冲方式移动气体，当隔膜上升，气流从下通过吸气阀进入泵的内腔；当隔膜被推下时，吸气阀关闭同时排气阀打开，气体进入采样管。
大气污染物遥测技术综述摘要：本文综述了国内外遥测大气污染的研究现状，介绍了大气污染物遥测的多种方法及特点。
对各种方法存在的问题和大气污染遥测技术的发展趋势进行了讨论，指出在大气污染物监测领域中主被动相结合、各种数据处理方法相融合是今后大气污染物遥测技术的重要研究方向。
关键词：遥测大气污染物激光雷达随着工业的发展，城市的环境污染问题越来越严重，大气污染更是主要问题。
大气污染指人类活动和自然过程造成某些物质进入大气，达到一定浓度，对人体产生了危害。
遥测技术具有监测范围广、速度快、非接触，且便于进行长期的动态监测等优势，是传统方法不可比拟的。
它不仅可以快速、实时、动态、省时省力地监测大范围的大气污染，也可以应用于突发性大气环境污染事件的监测，在一定的技术改装的条件下，还可以应用于化学战剂的识别与定量。
因此，大气污染的遥测技术已经成为大气污染监测的重要手段。
1 大气污染遥测技术1.1 差分光学吸收光谱技术差分光学吸收光谱技术针对大气中污染气体存在特征吸收波长为基础，通过特征光谱计算污染气体浓度的。
差分光学吸收光谱技术已应用于大气污染的监测中。
George Mount等人[1]在WSU农场利用DOAS技术在温度为11～21°的条件下，对NH3、SF6进行了监测并得到30～75μg/m3的检出范围；John G.Murphy等人[2]采用多光路可调谐激光结合线阵CCD、望远系统实时监测大气污染，并成功应用于工业厂房污染监测系统中；中国科学院安徽光学精密机械研究所刘清文，谢品华等人[4-7]一直从事该项技术的研究与应用，先后应用DOAS方法对SO2、NO2、NO、NH3、单环芳香烃有机物做出测量，实验值与实际值有较好的吻合；厦门大学物理学系周海光，陈波等人[8,9]利用DOAS技术监测大气污染物NO2在厦门地区的分布及其浓度。
1.2 差分吸收激光雷达技术激光雷达(Lidar)是主动光学遥测的。
在大气遥测中，差分激光雷达技术(DIAL)是通过两波长不同的激光作光源，沿着同一途径交替传输，被监测的气体对一束光强烈吸收，而另一束几乎不吸收；因光受颗粒散射的截面大小主要由光的波长决定，气体分子和气溶胶对这两束光具有基本相同的散射能力，因此，获得这两束反射光的强度差即可确定气体的平均浓度。
紫外差分分析仪在烟气超低排放监测中的应用随着环境污染问题日益严重，人们对于烟气排放的监测和控制需求也越来越高。
为了实现烟气超低排放监测，紫外差分分析仪成为了一种重要的分析工具和设备。
本文将介绍紫外差分分析仪在烟气超低排放监测中的应用。
紫外差分分析仪是一种基于紫外光谱原理的分析设备，它能够通过测量烟气中物质的吸收光谱来定量分析其中的污染物含量。
相比于传统的湿法分析方法，紫外差分分析仪具有快速、准确、无需样品前处理等优点，因此被广泛应用于烟气超低排放监测。
在烟气超低排放监测中，紫外差分分析仪可以用来检测多种重要的污染物，如二氧化硫、氮氧化物等。
以二氧化硫为例，紫外差分分析仪通过测量烟气中SO2分子在紫外光区的吸收强度来确定其浓度。
它不仅可以实时监测烟气中二氧化硫的排放情况，还可以对各个排放源的二氧化硫排放进行精细化管理。
与传统的分析方法相比，紫外差分分析仪具有以下优势：1.快速准确：紫外差分分析仪采用非接触式测量方式，不需要取样和前处理，测量速度快、准确度高。
2.多功能性：紫外差分分析仪可同时测量多种污染物，可应用于不同的烟气排放监测需求。
3.在线监测：紫外差分分析仪可实现在线监测，及时发现烟气排放异常情况，进行及时调整或治理。
4.操作简便：紫外差分分析仪的操作简单，只需进行简单的设置和校准即可使用，不需要复杂的技术支持。
5.可靠性高：紫外差分分析仪采用高精度的光学元件和控制系统，具有良好的可靠性和稳定性。
紫外差分分析仪在烟气超低排放监测中具有重要的应用价值。
它能够快速准确地监测烟气中各种污染物的含量，为烟气治理提供可靠的数据支持。
未来，随着技术的不断进步和应用广泛，紫外差分分析仪在烟气超低排放监测中的地位将愈发重要。
近代以来，随着社会经济的发展，大气污染逐渐成为人们关注的问题。
随着近年来环境问题的日益严重，人们迫切需要一种有效的方法检测并改善空气污染状况。
对于空气污染的检测，我们先简单介绍下传统检测方法，然后介绍现代光学检测技术及其国内外发展状况，最后就差分吸收光谱技术检测法展开具体讨论，介绍它的基本原理，并设计具体的光学检测系统。
一、传统检测方法传统检测空气污染的系统大多是点式检测系统，即针对特定的污染物用特定的检测方法去检测。
现代检测系统最核心的传统检测方法有：的检测方法：常用的方法为不分光红外法。
仪器的工作原理是基1）CO和CO2于检测CO和CO2对红外线的选择性吸收，分别在不同的吸收波长测定其吸光度，光吸收的大小与气体的浓度呈线性关系，从而通过测量出透过检测系统的光强度大小便可测定气体的含量。
2）挥发发性有机物(VOC)的检测方法（苯、甲苯、二甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、四氯乙烯、三氯乙烯、丙酮等）：气相色谱法。
即用气体作为流动相的色谱法。
这是国家规定的标准检测方法，得出结果较慢，但是测量的数据具有可信性和仲裁权威。
3）甲醛的检测方法：现场检测一般采用恒电位电解法，被测气体在特定的电位下分解，通过检出其生成电流的方法检测被检气体的含量。
而实验室检测采用的方法一般是化学试剂检测法或者气相色谱和液相色谱法。
4）氨的检测方法：化学试剂检测法或者电解法。
如靛酚蓝分光光度法、钠氏试剂分光光度法、次氯酸钠一水杨酸分光光度法和离子选择电极法。
5）臭氧的检测方法：第一是紫外光度法⋯。
本方法采用紫外吸收式臭氧分析仪测量环境空气中臭氧的浓度。
该仪器的工作原理是基于臭氧吸收254 nm波长紫外光，由检测器检测光能强度，再通过模拟转换为臭氧浓度。
第二是靛蓝二磺酸钠分光光度法。
该方法的原理是空气中的臭氧在磷酸盐缓冲剂存在下，与吸收液中蓝色的靛蓝二磺酸钠等摩尔反应，褪色生成靛红二磺酸钠，在610 nm 处测量吸光度。
第三是化学发光法。
激光技术在环境监测中的应用研究随着社会的快速发展和工业化进程的不断推进，环境问题日益凸显，对于环境监测的要求也越来越高。
传统的环境监测方法在某些方面存在局限性，而激光技术的出现为环境监测带来了新的机遇和突破。
激光技术具有高分辨率、高灵敏度、非接触式测量等优点，在大气污染监测、水污染监测、土壤污染监测等领域发挥着重要作用。
一、激光技术在大气污染监测中的应用大气污染是当前环境问题中的一个重要方面，对人类健康和生态环境造成了严重威胁。
激光技术在大气污染监测中的应用主要包括对颗粒物、气态污染物和温室气体的监测。
（一）颗粒物监测激光散射法是一种常用的颗粒物监测技术。
当激光照射到颗粒物上时，会发生散射现象，通过测量散射光的强度和角度，可以计算出颗粒物的浓度和粒径分布。
这种方法具有实时性强、测量精度高的优点，能够快速准确地反映大气中颗粒物的变化情况。
（二）气态污染物监测差分吸收激光雷达（DIAL）技术在气态污染物监测中表现出色。
它利用污染物对特定波长激光的吸收特性来测量其浓度。
例如，对于二氧化硫、氮氧化物等污染物，通过发射两种不同波长的激光，一种被污染物强烈吸收，另一种则几乎不被吸收，通过对比两种波长激光的回波信号差异，就可以计算出污染物的浓度。
（三）温室气体监测二氧化碳、甲烷等温室气体的排放是导致全球气候变化的主要原因之一。
激光技术可以实现对这些温室气体的高精度监测。
例如，可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术能够对二氧化碳和甲烷的浓度进行实时、连续监测，为研究温室气体的排放和变化规律提供了重要数据支持。
二、激光技术在水污染监测中的应用水是生命之源，水污染的监测和治理至关重要。
激光技术在水污染监测中的应用主要有水质参数监测和水中污染物检测。
（一）水质参数监测激光诱导荧光（LIF）技术可以用于测量水中的溶解有机物、叶绿素等水质参数。
当激光照射到水样中时，某些物质会发出荧光，通过检测荧光的强度和光谱特征，可以推断出这些物质的浓度，从而反映水质的状况。
采用长光程差分吸收光谱技术(LP-DOAS)的中红外痕量一氧化碳检测仪吕默;王一丁;陈晨【摘要】Carbon monoxide ,as a kind of dangerous mine gas ,can easily accumulate in a complex mine environment poses a seri-ous threat to the safety of miners .This paper presents a compact carbon monoxide detector .This instrument have a mid-infrared quantum cascade laser operating at 4.65μm as light source ,with mercury cadmium telluride (HgCdTe) detector and 12 m com-pact absorption path to obtain trace-CO diagnostics .Self-designed high-speed photoelectric signal acquisition system solved the signal chain impedance mismatch problem which caused by commercial oscilloscope .This new acquisition system realized1GSPS sampling rate and vertical resolution of 12 bit at 400 M Hz sampling bandwidth which improved the detector''s sensitivity and in-tegration effectively .This instrument use long path differential optical absorption spectroscopy (LP-DOAS) theory .The detec-tion limit of the instrument which gives as 108 × 10-9 is obtained by comparing the residual between the measured spectrum and calculated theoretical spectrum with Voigt broadening .Detector''s measurement error has non-stationary ,slowly time-varying characteristics .According to this feature we use Allan deviation to estimated detector ''s sensitivity ,after about 40 seconds the deviation curve reached the minimum .The Allan deviation value is 61× 10-9 .In two-hour tests ,the stability of the detector is 2.1× 10-3 ,for up to 12hours of stability tests ,the detector''s stability can still reach 1.7 × 10-2 .This instrument has high flexibility ,through the replacement of different laser with different lasing wavelength;it can be achieved on a variety of trace gas detection .%一氧化碳作为一种危险的开采排放气体,在复杂的井下环境中极易累积,对矿工生命安全造成严重威胁.介绍了一种紧凑型一氧化碳检测仪,该仪器采用激发波长为4.65 μm的量子级联激光器作为光源,配合中红外碲镉汞光电探测器与光程长度12 m的紧凑型多次反射气室,实现了对痕量一氧化碳气体的检测.自主设计的新型高速光电信号采集系统解决了应用商业示波器造成的信号链阻抗失配的问题.这一新系统的采样带宽为400 MHz,采样频率1GSPS,垂直分辨率达到12 bit,有效的提高了检测仪的灵敏度与集成度.该仪器采用长光程差分吸收光谱法,通过比较实测光谱与进行Voigt展宽的理论光谱之间的残差得出此检测仪的检测下限为108×10-9.检测仪的测量误差有非平稳,慢时变的特点.根据这一特点我们采用阿伦方差对气体检测仪检测灵敏度进行了估计,经过约40 s方差曲线达到极小值,此时阿伦方差值为61×10-9.在2 h的稳定性测试中,检测仪稳定度达到2.1×10-3,在长达12 h的稳定性测试中,检测仪的稳定度依然可以达到1.7×10-2.此仪器具有较高的灵活性,通过更换不同激射波长的激光器可以实现对多种气体的痕量检测.【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2017(037)007【总页数】5页(P2278-2282)【关键词】量子级联激光器;痕量气体检测;光电信号采集系统;长光程差分吸收光谱;残差分析;阿伦方差【作者】吕默;王一丁;陈晨【作者单位】吉林大学集成光电子学国家重点联合实验室, 电子科学与工程学院,吉林长春 130012;吉林大学集成光电子学国家重点联合实验室, 电子科学与工程学院, 吉林长春 130012;吉林大学地球信息探测仪器教育部重点实验室, 仪器科学与电气工程学院, 吉林长春 130061【正文语种】中文【中图分类】O657.3与传统的双极性半导体激光器相比，量子级联激光器(QCL)具有单色性好、量子效率高、温度稳定性好、波长设计灵活与响应速度快等独特优点[1]，中红外QCL的光谱范围覆盖三个重要的大气透射窗口，因此在气体检测领域有其他光源无法替代的优势[2-3]。
烟气在线监测系统现状及思考研究摘要：固定污染源排放的烟气会对环境造成污染，对其进行科学监测至关重要。
本文介绍了现有的烟气在线监测系统，包括空气质量自动监测系统、烟气排放连续监测系统、差分光学吸收光谱法在线连续监测系统、物联网下无线传感器网络技术在线监测系统等，介绍了每个系统的组成、技术特点、监测方法、实际应用和发展方向进行了阐述。
关键词：烟气；在线监测技术；固定污染源随着我国进入二十一世纪以来经济发展带动各个领域的发展，工业领域也随之发展起来，同时环境问题也成为了我国工业实现现代化的最大阻碍，空气污染是环境污染中应该研究的首要问题，为了减少二氧化硫、氮氧化物的排放，为我国能够在环保的前提下实现又好又快发展，研究火电行业的烟气监测问题责无旁贷，在采集到参数的基础上进行污染管控是现代火电行业管理的首要问题。
一、烟气在线监测系统随着科学技术和网络技术的不断进步，目前固定污染源污染气体在线监测系统主要有空气质量自动监测系统（AQMS）、烟气排放连续监测系统（CEMS）、差分光学吸收光谱（DOAS）法在线连续监测系统、物联网下无线传感器网络技术在线监测系统等，烟气在线监测系统的广泛应用和不断完善，对于烟气在线监测技术的发展有着很大的促进作用。
1.空气质量自动监测系统（AQMS）。
空气质量自动监测系统（Air Quality MonitoringSystem，简称AQMS）需要在重点监控区域设置子监测点，进行连续的空气质量监测，定期与总站进行通讯和数据传输，形成一个对该区域空气质量进行采样和测定的完整网络。
自1983年北京市从美国TE公司引进AQMS，目前在内地约有200多个AQMS在运转。
湿法监测仪器的传感器采用库伦池，基本原理是化学法和电化学法，需要使用大量的溶液和试剂，数据的准确性取决于试剂和人员操作，因此逐渐被干法监测仪器所取代；干法监测仪器的基本原理是物理法和物理化学气相法，干法监测仪器在检出限、漂移、线性、重复性、精度等各项性能指标均优于湿法监测仪器，且维护和修理更加方便，数据受人员操作影响小；近年来，出现了新的监测仪器技术———大气探测激光雷达系统及技术。
环境空气中挥发性有机物监测技术发布时间：2021-02-02T15:39:37.500Z 来源：《基层建设》2020年第27期作者：林晓红马立科石仁德[导读] 摘要：随着社会的发展，我国的环境工程建设的发展也有了改善。
山东省青岛生态环境监测中心山东青岛 266000摘要：随着社会的发展，我国的环境工程建设的发展也有了改善。
环境空气中挥发性有机物具有较强的光化学活性，可以通过与氮氧化物等结合生成臭氧、二次有机气溶胶，从而污染环境，对人体也有很大的危害，因此采用有效的监测方法准确判断VOCs的浓度与组成，从而分析其来源具有十分重要的意义，文中总结与讨论了近些年来对于VOCs监测经常采用的方法，分析比较了各方法的优缺点，以期在VCOs的监测中根据监测的化合物类别选择恰当的方法。
关键词：环境空气；挥发性有机物；监测技术引言随着我国经济的快速发展，这也就在一定程度上推动了各行各业的向前发展，从而使得我国人们的生活水平得到了极大的提高。
但是社会的快速发展，也在一定程度上造成了一定的环境问题。
其中有机污染物作为当前环境污染中较为重要的组成部分，对于居民生活环境有着较大的影响。
为了能够有效的处理挥发性有机物污染问题，我国正在努力追究挥发性有机物的主要来源，从而能够制定合理的处理措施，有效实现环境污染的有效治理。
另外，挥发性有机物污染的防治研究，还能够在一定程度上推动我国化工企业的有效发展，从而实现当前社会经济的稳定发展。
1挥发性有机物的定义目前国内外关于挥发性有机化合物（V olatileOrganicCompounds，以下简称VOCs）的具体定义并没有统一的认识，在各类监测方法中更加注重对目标化合物的监测，下面将国际上对VOCs的几种定义列举如下：世界卫生组织（WHO）将其定义为：当大于标准大气压时，在室温下以气态状态存在于空气中、沸点范围在50℃～260℃的这一类有机化合物总称。
美国联邦环保署（EPA）、美国ASTMD3960－98标准等将其定义为：可以参与大气光化合作用的有机化合物。
要利用物质的沸点、极性等物理性质上的差异，通过程序变换色谱柱的温度，依据在不同时段内吸附解吸不同种类的物质，有效地分离气体样品中的组分，经检测器形成色谱图，与标准物质的色谱图作比较，进行定量分析，得出最终结果。
气相色谱具有分离效率高、选择性好、灵敏度高、分析速度快等特点[5]。
1.2 质谱法(1)气相色谱-质谱法。
气相色谱-质谱，简称GC-MS，是将气相色谱仪和质谱仪联用的一种技术。
被测物质通过气相色谱仪有效地被分离出来，随后进入质谱仪，通过高能离子流轰击，进入检测器，形成色谱质谱图，与标准物质色谱质谱图对比，进行定性定量分析。
气相色谱-质谱法兼具气相色谱法的优点，准确性更高。
(2)质子转移反应质谱法。
质子转移反应质谱，简称PTR-MS，是痕量挥发性有机物在线监测的主要检测方法。
被测物质在漂移管内与离子源产生的初始反应离子(通常为H3O+、NH4+等离子)发生质子转移反应，产生的(VOCs)H+离子进入质谱仪检测，进行定性定量分析。
质子转移反应质谱法一般情况下无需对样品进行预处理，具有高效、可实时监测、绝对量测量等优点，但对同分异构体的识别能力较差[6]。
(3)飞行时间质谱法。
飞行时间质谱，简称TOF-MS。
使用电离技术将被测物质电离，产生的离子通过电场加速后，通过漂移管飞向离子接收器，通过分析离子到达接收器时间，定性被测物质。
其具有快速检测、高分辨率、高灵敏度等优点，但若出现干扰离子，难以分辨被测物质。
1.3 光谱法(1)傅里叶变换红外光谱法。
傅里叶变换红外光谱，简称FTIR。
由光源发射红外光束，通过迈克尔逊干涉仪，照射气体组分，得到光谱信息，依据傅里叶变换，进行定性和定量分析。
FTIR技术具有测量速度快、分辨率高、可动态分析多种污染物0 引言挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)被认为是燃烧过程中直接产生的初级污染物[1]，是参与大气光化学反应的有机化合物，主要来自于工业源、生活源和交通源，包括化工、涂装行业、机动车、建筑装饰装修等产生的气体。
光学传感器在气象监测中的应用研究气象对于人类的生产生活有着至关重要的影响，准确及时的气象监测能够为农业、交通、能源等众多领域提供重要的决策依据。
在气象监测技术不断发展的过程中，光学传感器凭借其独特的优势，逐渐成为了气象监测领域的重要工具。
一、光学传感器的工作原理光学传感器是一种基于光学原理来检测和测量物理量的设备。
其工作原理通常涉及光的发射、传播、反射、折射、吸收等过程。
常见的光学传感器类型包括激光雷达、光谱仪、太阳光度计等。
以激光雷达为例，它通过向大气中发射激光脉冲，并测量返回脉冲的时间和强度，来获取大气中气溶胶、云等物质的分布和特性。
光谱仪则通过分析不同波长的光被大气成分吸收或散射的情况，来确定大气中各种气体的浓度。
二、光学传感器在气象监测中的具体应用（一）大气成分监测大气中的各种成分，如臭氧、二氧化碳、水汽等，对气候变化和天气过程有着重要的影响。
光学传感器可以通过吸收光谱技术，精确测量这些成分的浓度和分布。
例如，差分吸收光谱仪能够检测出低浓度的臭氧和二氧化氮等污染物，为空气质量监测和大气化学研究提供数据支持。
（二）云和气溶胶监测云和气溶胶在气候系统中扮演着重要的角色。
激光雷达可以探测云的高度、厚度和垂直结构，以及气溶胶的浓度和粒径分布。
这些信息对于研究辐射平衡、降水形成机制以及大气环流等具有重要意义。
（三）风速和风向测量基于多普勒原理的光学风速仪能够非接触地测量风速和风向。
这种测量方式不受机械部件的限制，具有更高的测量精度和响应速度，尤其在恶劣天气条件下仍能正常工作。
（四）太阳辐射监测太阳光度计可以测量太阳直接辐射和散射辐射，从而计算出大气的光学厚度和浑浊度。
这对于评估太阳能资源、研究大气透明度以及气候变化等方面具有重要价值。
三、光学传感器的优势（一）高精度和高分辨率光学传感器能够提供微米甚至纳米级别的测量精度，对于微小的气象变化和细微的大气成分能够进行准确检测。
（二）非接触式测量无需直接接触被测量对象，避免了对测量环境的干扰，同时也减少了传感器自身的损耗。
差分吸收光谱技术在环境检测中的应用研究[摘要]差分吸收光谱技术虽然是一种新兴的空气检测方法，但是在很多方面
比传统检测技术优势明显。
笔者结合对差分吸收光谱技术的研究，在论文中阐述了差分吸收光谱技术的原理以及在大气环境检测中的应用。
[关键字]差分吸收光谱技术技术原理大气环境检测
随着世界经济的不断发展，工业气体排放日益加重，空气中充斥着大量的二氧化硫以及氮氧化物等有害气体，不但造成空气环境的极端恶劣，也给人们的身体健康造成了严重的影响。
当前，各种检测技术方法或大或小的存在弊端、缺陷，随着环境检测理论与技术的进步，差分吸收光谱技术脱颖而出，成为大气环境检测领域的宠儿。
1差分吸收光谱技术在环境检测应用中的发展
自二十世纪八十年代以来，美国、瑞典、德国等诸多国家开发出以常规光源为基础的长光程光谱分析仪，并投入市场使用，我国开始自主研发差分吸收光谱技术则开始于1998年，在2002年一些科研机构开发出相应的环境监测系统，能有效检测出空气中的有害气体，包括二氧化硫、二氧化氮以及氨气等，目前这些仪器主要分布于南宁、北海、桂林以及张家港、怀化等地区。
2差分吸收光谱技术的基本原理
差分吸收光谱技术简称DOAS，根据分子吸收光辐射的原理，不同的分子吸收的光辐射也各不相同，因此当光穿过被检测气体样本时，会被样本中的分子选择性吸收，从而使得光在结构上与没穿过样本之前的光有所不同，通过与原先的光谱进行分析即可得到吸收光谱。
分析吸收光谱能够确定样本中是否存在一些特定的成分，同样也可以分析出样本中这些特定物质的含量。
图1为典型的DOAS系统示意图，根据Lambert-Beer吸收定律，当光线穿过均匀且有一定厚度的气体介质时，假设该气体介质厚度为L，浓度为C，可得透射光强I（λ，T，P）和入射光强I0（λ）的关系公式为：
I（λ，T，P）= I0（λ）·e-σ（λ，T，P）·C·L ①
其中σ为气体的吸收截面。
在式②中，σi -第i种气体吸收的截面；Ci -第i种气体在光程L上的平均浓度；εM –米散射系数；εR –瑞利散射系数；A-测量系统与波长关系变换相对平缓的慢变结构
其中，式③中，σB –慢变结构；σ’-快变结构
接着把式③代入式②可得：
式④可改为：
把式④与式⑤相比较，可得差分光学密度OD’：
最后通过最小二乘法对式⑥求解，则可得到各污染物在气体内的平均浓度。
3差分吸收光谱技术在环境检测中的关键
3.1高质量吸收光谱的获取
差分吸收光谱技术作为一种弱光谱检测技术，对屏蔽噪声、杂散光等干扰有较高的要求，并且为了得到精确的分析检测结果，就需要确保测量光谱的质量。
吸收光谱在差分吸收光谱技术中占有重要地位，因此为了提高吸收光谱的质量，可以采取以下措施。
首先结构上，为了降低太阳光的干扰，可采用大焦距的望远镜；其次，使用双Czemy-Turner结构的单色仪，以减少内部的杂散光；第三，为了使扫描的时间缩短，可以采用快速扫描的方式；第四，使用光电二极管阵列测定谱段光谱可以降低大气扰动带来的影响；第五，保持探测器的恒温、低温，以便减少暗泄漏电流导致的噪声干扰。
3.2光谱的反演计算
反演计算在差分吸收光谱技术中占有重要地位，影响着该技术测量的成功与否。
在差分吸收光谱技术中往往会涉及到三个光谱，第一是测量光谱；第二是背景光谱；第三是光源光谱。
在计算差分吸收光密度的计算值时，需要对上述三种光谱进行去除暗电流干扰的处理。
紧接着在测量光谱以及光源光谱中去除背景光谱，然后再用测量光谱除以光源光谱，所得结果即为预处理光谱。
随后对这个预处理光谱进行高通与低通的快速傅立叶变换计算，可得两个光谱，即精细结构的预处理光谱和预处理光谱的慢变化走势光谱。
然后在用前者与后者相除，多的结果的对数即为差分光学密度。
3.3差分吸收光谱技术测量精度的主要影响因素
在利用该技术进行环境检测时，还需要充分考虑影响测量精度的因素，具体包括以下两个方面。
影响一是标准吸收截面。
因为标准吸收截面不仅与波长有关，还受到压力以及温度的影响。
所以在进行实时浓度的反演计算过程中，并没有该温度下标准差分吸收截面可供参考。
此外，标准差分吸收截面的测定一般在实验室进行，而具体的实际操作中，因为仪器的精度问题，从而出现误差。
影响二是噪声以及其他气体的影响。
在进行测量时，各式各样的噪音、其他气体对光的吸收等，都会使得测量出现误差。
4总结
作为一种新兴的大气环境检测技术，差分吸收光谱技术有着无可比拟的优势。
操作简单、运行成本低廉、维护方便、故障率较低等特点，使得差分吸收光谱技术在环境监测中被越来越多的运用。
随着该技术的不断发展与研究，差分吸收光谱技术必将在大气环境检测领域取得良好的效果，成为防治环境污染、保护环境的尖端科技。
参考文献
[1]李素文，杨军，陈得宝.利用DOAS技术同时反演气溶胶和大气痕气体方法研究[J].光谱学与光谱分析.2010（08）.
[2]施捷，张高，丁文赋.基于差分吸收光谱技术的环境空气检测系统[J]. 现代科学仪器.2010（03）.。
