差分光学吸收光谱
非分光紫外 紫外差分吸收光谱 区别
非分光紫外紫外差分吸收光谱区别
《非分光紫外紫外差分吸收光谱的区别》
非分光紫外（UV）和紫外差分吸收光谱是两种常见的光谱技术，它们在分析物质结构和性质时都扮演着重要角色。
虽然它们都属于紫外-可见光光谱领域，但它们在原理和应用上存在一些明显的区别。
非分光紫外光谱是一种用于分析物质中的电子跃迁的技术。
它可以提供有关化学物质中非共价键的信息，因此在化学、生物、制药和环境领域得到广泛应用。
这种技术通过测量吸收或透射光的强度来确定物质的吸收特性。
非分光紫外光谱在确定物质的浓度、纯度和化学反应中的动力学过程方面具有重要意义。
相反，紫外差分吸收光谱是基于原始和参考光谱之间的差异来分析物质的技术。
它通过同时测量样品和参考溶剂的吸收光谱，然后计算两者之间的差异来获取有效的样品信息。
因此，紫外差分吸收光谱通常用于分析混合物、反应溶液和多组分体系，并确定其中各种组分的浓度和成分。
综上所述，非分光紫外和紫外差分吸收光谱在原理和应用上存在显著差异。
前者主要用于分析电子跃迁，后者则用于分析原始光谱和参考光谱之间的差异。
选择适合的光谱技术取决于分析的具体要求和样品的性质。
【国家自然科学基金】_差分光学吸收光谱_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
科研热词 推荐指数 直射太阳光差分吸收光谱 3 多轴差分吸收光谱技术 3 差分吸收光谱技术 2 对流层 2 大气光学 2 垂直柱浓度 2 no2 2 车载多光路差分吸收光谱 1 误差来源 1 被动多轴差分吸收光谱技术 1 苯系物 1 红外doas 1 紫外差分吸收技术 1 相关性 1 环境污染监测 1 温度波动 1 污染物监测 1 水汽测量 1 氯气 1 氨 1 气象条件 1 气溶胶廓线 1 气体检测 1 机载 1 整层垂直柱浓度 1 排放源 1 平均滤波算法 1 差分斜柱浓度 1 差分吸收光谱 1 对比 1 夫琅禾费光谱 1 多项式拟合 1 多轴差分吸收光谱 1 垂直分布 1 吸收截面 1 发光二极管 1 区域污染物输送 1 北极新奥尔松 1 光谱重建 1 光谱学技术 1 光纤光学 1 光学测量技术 1 交通排放 1 云 1 乙炔气体 1 o_4斜柱浓度 1 o4 1 no_2整层垂直柱浓度 1 no_2 1 no2测量 1 max-doas 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
科研热词 差分光学吸收光谱 非均相形成 被动差分吸收光谱 环境监测 特征吸收结构 烟羽 源 测量 污染物监测 污染源 气象要素 气体检测 检测限 机动车限行 最小二乘 探测限 成像光谱仪 径向基函数神经网络 差分吸收光谱系统 差分吸收光谱(dsas) 差分吸收光谱 差分吸收光游 差分光谱吸收 实时预测 大气污染物 大气光学 反演 双光纤光栅 动态bp算法 光谱学 二维成像 hono elman网络
环境监测中的光谱分析技术考核试卷
9.在环境监测中，使用Cavity Ring-Down Spectroscopy (CRDS)技术主要用来检测：( )
A.气体浓度
B.液体浓度
C.固体表面特性
D.光谱吸收特性
10.下列哪种光谱技术常用于土壤重金属元素的快速检测？( )
A.原子吸收光谱技术
B.原子荧光光谱技术
C. X射线荧光光谱技术
1.请简述光谱分析技术在环境监测中的应用，并列举至少三种光谱分析技术及其主要特点。
2.光谱遥感技术在水体监测中有重要作用。请说明光谱遥感技术如何用于识别和监测水体的污染，并讨论其优势和局限性。
3.激光诱导击穿光谱（LIBS）技术是一种新兴的原子光谱分析技术。请阐述LIBS技术的工作原理，并分析其在环境监测中的应用潜力。
A.叶绿素吸收指数
B.植被指数
C.地表温度
D.水体指数
14.关于激光诱导击穿光谱（LIBS）技术的描述，以下哪项是正确的？( )
A.需要复杂的前处理
B.只能分析固体样品
C.具有高空间分辨率
D.对环境样品无破坏性
15.在光谱分析中，以下哪种情况不会导致光谱信号衰减？( )
A.光程增加
B.溶液浓度降低
C.光谱仪的镜头污染
A.金属元素分析
B.非金属元素分析
C.稀土元素分析
D.有机物分析
3.以下哪些是近红外光谱分析的优势？( )
A.无需样品预处理
B.快速分析
C.成本低
D.可以分析固体、液体和气体
4.以下哪些因素会影响拉曼光谱的强度？( )
A.样品浓度
B.激光功率
C.光栅分辨率
D.温度
5.光谱遥感技术中，哪些波段可以用于监测水体的污染程度？( )
差分吸收光谱FFT+FT频谱细化方法研究
DOAS法定量分析污染气体浓度的基础理论是Lamber--
收稿日期：2020-06-24,修订日期：2020-11-08
基金项目：国家自然科学基金项目(11174078),河北省自然科学基金项目(E2019502089),中央高校基本科研业务费专项资金项目
(2017MS145)资助
作者简介：贾桂红，女，1977年生，华北电力大学机械工程系讲师
FFT
------ FFT+FT
0.10
0.015
0.05
0.010
0
0.005
-0.05 ------ 1------1------ 1------ 1 0J-----1---------- 1---------- 1
280 290 300 310 320
0.06 0.07 0.08
Wavel；'％)是随波长的变化快速变化$由被测气体
的窄带吸收特性决定；“慢变”<%)随波长作慢变化$可以
通过多项式拟合得到。光学密度；％)减去“慢变”<%)得到
“快变%)$即差分吸收光学密度。当被测波段只有一种
吸收气体时$根据式％)计算出被测气体的浓度$见式％)
c= —7
%)
%)
i=1
关键词 差分吸收光谱法；频谱细化；连续细化傅里叶变换分析(FFT+FT)
中图分类号：O433 文献标识码：A
DOI： 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2021)07-2116-06
引言
差分吸收光谱法(Differential Optical Absorption Spec troscopy, DOAS)由U. Platt提出,该方法可以最大程度 去除烟尘颗粒等影响，实现污染气体排放的在线连续监测, 因而在固定污染源烟气实时在线监测领域得到了广泛的应 用23#°
差分吸收光谱技术测量误差的原因
差分吸收光谱技术测量误差的原因
差分吸收光谱技术是一种用于测量物质溶液或气体中的特定化合物浓度的方法。
测量误差可能源于以下几个方面：
1. 仪器误差：差分吸收光谱技术需要使用光源和光谱仪等设备进行测量，这些设备本身可能存在一定的误差。
例如，光源可能有波长偏移或强度波动，光谱仪可能有波长校准不准确等问题。
2. 样品制备误差：差分吸收光谱技术需要将待测溶液或气体样品与参比样品进行对比测量，样品的制备过程中可能存在误差。
例如，样品的浓度准备不一致、溶解度问题、样品容器对光的吸收等因素都可能导致测量误差。
3. 光路误差：差分吸收光谱技术使用光路进行测量，光路中可能存在光束发散、反射损失、传输损耗等问题，这些会导致光强的损失或变化，进而影响测量结果。
4. 环境因素：环境因素对差分吸收光谱技术测量误差也有一定影响。
例如，温度变化导致光源、光谱仪等设备的性能改变，湿度变化导致样品中的水分含量变化等，这些都可能影响测量误差。
5. 数据处理误差：差分吸收光谱技术需要进行数据处理和分析，数据处理的误差也可能引入测量误差。
例如，峰的分析误差、背景校正不准确等因素都可能导致测量结果的偏差。
综上所述，差分吸收光谱技术测量误差主要包括仪器误差、样品制备误差、光路误差、环境因素和数据处理误差等多个方面。
为了提高测量精度，需要注意这些因素并进行相应的校准和控制。
浅谈差分吸收光谱技术及在大气监测领域中的应用
浅谈差分吸收光谱技术及在大气监测领域中的应用差分吸收光谱技术是近年来应用较为广泛的大气监测方法之一，具有高效率、大范围、便于操作等方面的优势，可以用于大气领域的长期监测工作。
为此，本文针对差分吸收光谱技术的原理与技术要点进行分析，并探讨这门技术在大气监测领域中的应用，希望能够推进这种技术在更加广泛的领域应用。
标签：差分吸收光谱技术；大气监测；比尔-郎博特定律前言：近年来，人们在生产与生活过程中给周边环境造成的影响越来越大，大气污染、臭氧空洞与厄尔尼诺现象逐渐加剧，人们愈发关注环境问题，雾霾及PM2.5对于大气环境的影响也逐渐成为近年来的热门词汇，这种情况下，研究差分吸收光谱技术及其在大气监测中的具体应用，对于探究大气问题具有重要作用。
1.差分吸收光谱技术原理本质上来说，差分吸收光谱技术是利用光谱会被分子所吸收的特性，并根据比尔-郎博特定律中对于不同分子对光辐射区别吸收特点对空气成分与浓度进行判断的一种方法。
当空气或空气池中经过同一束光线时，空气中的不同分子会对光线进行有差别的吸收，会影响光线的波长、强度与光子的组成，被空气分子吸收之后的光谱，同原本的光谱相互对比，即为吸收光谱，此时分析吸收光谱就可以确定空气中某些物质的成分与数量。
一般来说，运用差分吸收光譜技术来监测空气情况，会采用光源、空气池、望远镜设备来进行，由光源发出光束，经过空气池最后通过望远镜来观察，在这一过程中，光线会经过不同的分子吸收与散射作用发生改变。
根据比尔-郎博特定律，光线经过一段分散均衡、厚度（L）一定、密度（C）一定的空气时，透射后的光线强度为I（λ，T，P）和透射前的原光线强度I0（λ）之间的关系为这其中，σ是气体吸收光线谱时的横截面，是一个函数，其种类在于光谱波长、空气温度与压力、空气中分子的种类，其单位为cm2/mole。
空气池中的真实温度与压力，会影响空气吸收光谱的横截面，对光产生散射作用，当空气温度升高18°R，光栅光谱设备就会产生1个像素的位移，当光谱出于室内正常温度或者高温情况下，空气温度与压力对于空气吸收光谱横截面的影响也会对计算带来不利影响，在空气中，光线的强度会随着空气分子的吸收而逐渐衰减，空气内分子对于光子的吸收与散射作用的叠加，其结果如下：这其中，σi是i类型的空气吸收光谱时的横截面；Ci是i类型的空气从空气厚度L中的平均密度；εM是光线的米氏散射系数；εR是光线的瑞利散射系数；A是测量系统与光线波长关系转变较为缓和的结构。
发动机排放气体浓度差分吸收光谱法测量
发动机排放气体浓度差分吸收光谱法测量
发动机排放气体浓度差分吸收光谱法是一种常用的测量方法，用于测量发动机排放气体中各种成分的浓度。
该方法基于差分吸收光谱原理，通过将测量光束分为两个通道，一个用于引导样品气体，另一个作为参比通道。
样品通道中的气体与参比通道中的气体进行比较，通过测量两个通道中的光强差异来计算气体的浓度。
具体实施中，首先选择合适的测量波长，通常是待测气体吸收峰的波长。
然后，将光束分为样品通道和参比通道，并通过光学元件引导到对应的检测器中。
在样品通道中，引导发动机排放气体，气体中的吸收组分会吸收特定波长的光线，导致光强减弱。
而在参比通道中，引导一个不含待测气体的气体，作为参照，不会发生吸收。
两个通道中的光强差异就是待测气体的吸收强度。
通过不断扫描选择的测量波长，并记录两个通道接收到的光强，可以得到一个光谱图像。
根据不同气体的吸收特性和已知浓度的参考样品，可以建立浓度与吸收强度之间的关系，从而计算待测气体的浓度。
需要注意的是，发动机排放气体中可能同时存在多个气体成分，需要根据不同的吸收特性选择不同的测量波长，并采用多通道的差分吸收光谱法进行测量和计算。
总的来说，发动机排放气体浓度差分吸收光谱法是一种可靠、准确的测量方法，广泛应用于发动机排放气体分析和环境监测领域。
烟尘烟气连续自动监测系统复习考试题大题题库：简答、操作题整理
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。
差分吸收光谱技术中吸收截面的测量
差分吸收光谱技术中吸收截面的测量Ξ吴 桢 虞启琏 张 帆 姚建铨(天津大学精密仪器与光电子工程学院 天津 300072)摘要 描述了影响差分吸收光谱技术(DOA S)精度的主要因素——吸收截面的测量原理以及自己设计的测量装置,并用此装置测量了SO2、NO2和O3的吸收截面。
根据测量结果分析了应用DOA S技术测量这三种气体时各自适用的波长区间。
关键词 差分吸收光谱 吸收截面 测量M ea surem en t of Absorption Cross Section i n D ifferen ti a l Optica l Absorption Spectrom etryW u Zhen Yu Q ilian Zhang Fan Yao J ianquan (Colleg e of P recision Instrum en t and Op to2electron ics E ng ineering,T ianj ing U n iversity,T ianj ing300072,Ch ina)Abstract A s the m ain facto r affected the p recisi on of the differential op tical abso rp ti on spectrom etry(DOA S), the abso rp ti on cro ss secti on and its m easurem ent theo ry w as analysed.A new m easurem ent setup w as brough t fo rw ard,and th rogh w h ich the abso rp ti on cro ss secti ons of SO2,NO2and O3w ere m easured.A t last acco rding to the m easurem ent result,the respective app rop riate w avelength ranges of th ree gases m easured by DOA S w ere analysed.Key words D ifferential op tical abso rp ti on spectro scopy A bso rp ti on cro ss secti on M easurem ent1 引 言长光程差分吸收光谱技术,由于其具有高灵敏度、高分辨率、多组分、实时、快速监测的特点,正在成为大气污染监测的理想工具。
差分吸收光谱法测量大气污染的测量误差分析(精)
光第22卷第8期2002年8月文章编号:025322239(2002)0820957205学学报Vol.22,No.8August,2002差分吸收光谱法测量大气污染的测量误差分析周斌刘文清齐锋李振璧崔延军(中国科学院安徽光学精密机械研究所环境监测研究室,合肥230031)3摘要:差分吸收光谱技术被广泛地应用于测量大气中微量元素的浓度,尽管该技术利用最小二乘法来反演待测气体的浓度,能够得到很高的测量精度。
但是,由于仪器本身的噪声以及测量波段其它气体的干扰等,使得仪器的测量有一定的误差,而且上述因素还决定着仪器的测量下限。
对差分吸收光谱方法的测量误差以及引起误差的原因作了详细的分析。
关键词:差分吸收光谱;误差分析;环境监测;相对测量误差中图分类号:O433.5+1文献标识码:A1引言差分光学吸收光谱(DOAS)方法最初由[1,2][3]Platt和Noxon等人在20世纪70年代提出,该方法是利用光线在大气中传输时,大气中各种气体分子在不同的波段对其有不同的差分吸收的特性来反演这些微量气体在大气中的浓度,经过一段时间的发展,目前已渐渐成为进行大气污染模式研究和大气污染监测的常用方法之一。
差分吸收光谱方法具有一些传统监测方法所无法比拟的优点,一套差分吸收光谱系统的监测范围很广,可直接监测方圆几平方公里的范围,所以测量结果比点测量仪器更具有代表性;该方法采用非接触方式,在测量时不会影响被测气体分子的化学特性,这特别适合于测量一些性质比较活泼的气体分子和离子的质量浓度,比如NO3、BrO和OH等;差分吸收光谱方法的测量周期短、响应快,并且一台装置可同时测量几种不同气体的质量浓度,这对研究大气化学变化和污染物之间相互转化规律有着非常重要的意义。
差分吸收光谱方法有很低的测量下限,但是系统的噪声、测量波段的选择等因素对测量结果会有很大的影响,给仪器测量带来较大的误差,本文就对差分吸收光谱方法的测量误差,以及引起误差的原因做一详细的分析。
紫外差分吸收光谱法CEMS气体室结构设计
２ 气体 室结构
图１ 为 由准直 镜座 、透镜 、密封 圈 、筒 体 、接 头组装 成 的 单 光 程 气 体 室 ，其 中准 直 镜 座 与透 镜 是整体 组合 件 ，称 为 光 纤 准 直 器 ，通 过 螺 纹 固 紧 在气 体室筒 体 上 。反 射 端 紫外 光 穿 过 光 纤 ，由透 镜准 直成 平 行 光 束 穿 过 简 体 ，再 由透 镜 耦 合 到接
．
根据 上述 ，设 计准 直镜 座选用 ３ ０ ４材 质 ，确定
０ ２ ｄ ｌ ＝现象 特 别 突 出 ，在 与 镜 片 接 触 到 的金 属 面 上
涂 覆后 ，胶 水 自动 均 匀 分 布 在 此 接 触 面 上 ，经 过 １ ０ ０ ｏ Ｃ １ ０分 钟 固化 后 ，粘 接 牢 固且 密 封 性 好 。该 准 直器 是通 过 螺 纹 段 旋 拧 在 简 体 上 的 ，无 需 调 节 光
后 的光信号转换为 电信号 ，获得气体 的连续 吸收 光谱信息源。再根据 Ｂ ｅ ｅ ｒ — Ｌ ａ ｍ ｂ ｅ ｒ ｔ 定律 ，通过
吸光度 ，推算 出被 检测 气体浓 度 ，即 ：
／ ｏ＝ Ｉ ｉ ｅ—
式中： 为输入 光 强 ；／ ｏ 为 输 出光 强 ；ｃ为 气
ｌ —— 准直镜座 ；２ ——密封 圈；３——接头 ；
用尺寸链 的计 算方 法确 定 了准 直 器组件 的结 构 尺 寸 ；依 据 实践 ，计 算 出筒体 零件 两端 的 同轴度 上 限 ；对
透镜 的 维护做 了专 门设 计 ，分析 了气体 室测 量 光 程 对 分 析 仪 器吸 光 度 影 响 ， 总结 了今 后 气体 室研 发 的
路径。
［ 关键 词 ］ 差 分吸 收光谱 ；吸光度 ；光纤数值 孔径 ；光 斑 ；光 程 ［ 中图分类 号 ］ Ｈ Ｔ ７ ０ ２ ［ 文 献标识 码 ］ Ｂ
差分吸收光谱技术DOAS介绍1
考虑到瑞利(Rayleigh)散射、米(Mie)散射以及大气中 其它
物质的消光因素,可以得到修正后的Lambert-Beer定律形式:
I(λ )=I0(λ )exp[-L(∑i(σ (λ )ci)+ε R(λ )+ε M(λ ))]A(λ ) (2)
其中,A表示系统的传输函数,ε R表示瑞利散射消光系数,ε M 表示米氏散射消光系数,式中同时考虑存在多种吸收气体的情 况。
NO + O3 → NO2 + O2
1、污染物的日变化规律及其相互关系
(2)、SO2的日变化规律
人类活动开始 地面大气扩散未充分发展
大气层结稳定 不利扩散
2、空气污染的“周末效应”分析
(1) 周末-工作日NO2日变化规律对比
2、空气污染的“周末效应”分析
(2)周末-工作日O3的日变化规律对比
3、DOAS系统的测量原理
差分光学吸收光谱技术的工作原理是利用分子的窄带吸
收光谱来辨别气体的成分,通过其吸收谱的强度推导被测 气体的浓度,其理论基础是Lambert-Beer定律:
I(λ )=I0(λ )exp(-σ (λ )cL) (1)
其中,光源发出的光强为I0,经过光程L,在接收端得到的 强度为I。I0和I都是波长λ 的函数。如果浓度c的单位用 mole/cm3,则气体的吸收能力用吸收截面σ (单位 :cm2/mole)来表示。
2、空气污染的“周末效应”分析
(3)周末-工作日SO2的日变化规律对比
3、污染物浓度日变化与气象条件的关系
不同天气条件下O3的日变化规律
晴天云量少 光照强度大 光化学反应活跃 反应速率常数大
三、思考题
1、DOAS系统主要由哪几部分构成？
DOAS仪器原理及应用
四、DOAS检测仪器的校准检验
• 校准步骤： 由于各厂商DOAS系统结构与组成不尽相同，在校准时具体
步骤也略有不同，各用户可根据有关资料与说明进行。下面以 蓝盾LGH-01 DOAS系统为例介绍其校准过程： 1. 校准的方法
关闭光程，在零光路的短光程上叠加一校准池，通入标准 气体，使其光程等效浓度达到要求； 2. 校准用设备 ① 低压笔形汞灯：根据汞灯特征谱与实际测量普的比对，系
每3个月进行一次单点检验(选择一个项目用等效浓度为满 量程10%到20%的标气)，每年进行一次多点校准(等效浓度) • DOAS监测仪器校准方法有两种： ① 在原光程上叠加一个校准池，通入标准气体，进行校准。 ② 采用一个与实际监测相同的氙灯源和一个短光程，通过调 节短光程中吸收池的长度和通入的标气浓度，进行校准。
步骤4：计算读数误差:ε=(������������- ������������)/ ������������*100% ������������为加标气到校准池后，仪器的响应值 (μg/������3) ；
步骤5：要求监测仪器的读数误差ε在5%以内，如超过，则需要对仪器进行参数修正或仪 器性能检查
② 等氙灯电源冷却下来再打开氙灯电源，检查 电源电压及氙灯电源内部风扇
③ 更换氙灯
① 没有对准 ② 光路被遮挡
③ 反射镜窗口或角反射镜表 面被污染
① 调整望远镜粗调旋钮 ② 移开遮挡物 ③ 清晰窗口或角反射镜表面
① 光路偏移 ② 灯老化或使用时间过久 ③ 气候状况(雨、雾等)
① 见上 ② 更换氙灯 ③ 不是故障，让仪器正常运行，继续采集数据
二、DOAS测量方法简介
2. DOAS仪器基本装置 DOAS整套仪器主要包括：光源、发射和接
基于多轴差分光学吸收光谱测量北京地区对流层NO_(2)的研究
AMF 〜一4
(6)
sin(a)
且平流层斜柱浓度SCDstat可以近似看作与观测角度无
关"0#$见式(7)
SCDstrat(" 0 90°) ~ SCDstrat (90°)
(7)
则式(3)满足式(8)
+ DSCDmeas(") DSCDtrop(")
(8)
联立式(5)和式(8)则得到对流层垂直柱浓度$见式(9)
辨率对地观测重大科技专项项目(二期，05-YM0B01-9001-19/203),安徽省科技重大专项(18030801111),安徽省重点研究与开
发计划项目(202004107020002),安徽省青年项目(2008085QD180)资助 作者简介：朱鹏程，1997年生,安徽大学物质科学与信息技术研究院硕士研究生 e-mail： i.pczhu@
1实验部分
1.1 实验场地 MAX-DOAS仪器搭设在北京中国气象科学研究院
(116. 32°E，39. 95°N)，位于中关村大街，周边建筑多为高校
及研究机构，无工业排放点；多数时间周边路段交通流量正
常，拥堵情况较少。该仪器所在位置为院内最高建筑物顶
层，距离地面高度约为42 m；观测方位角设置为130°，仪器
现阶段国内大气监测领域应用较多的仪器主要包括多种 点式仪器、激光雷达、遥感卫星和主被动DOAS等°地基多 轴差分吸收光谱(MAX-DOAS)仪是利用太阳散射光的被动 DOAS仪器，可以同时测量NO2, O3 , SO2等多种痕量气体 柱浓度信息，避免主动DOAS仪器受到搭建平台制约的问 题 相对其他光学监测方法具有时间分辨率高、 高灵敏度、 多组分和容易搭建等特点，非常适合对大气痕量气体的实时 追踪"1]°已有研究表明，MAX-DOAS仪作为一种监测大气 污染物的有效手段也能够对卫星数据、地面国控点数据 等进行校验°
差分吸收光谱工作原理
差分吸收光谱工作原理一、吸收光谱法的基本原理吸收光谱法就是利用气体的这种特性来测定排放烟气中所含有的气体成分及其浓度，它是进行定量分析的有用工具，可以用于常量和超微量组分的测定，也可以对多组分同时测定。
紫外——可见吸收光谱定量分析的理论依据依然是Lambert-Beer定律。
在某一波长λ下，当一束光强为I(λ)的测量0光照射到被测量区域，被气体分子吸收后，透射光强减弱为I(λ)，如图2-2所示。
根据Lambert-Beer定律，可得:,Lc,(,)(2-9) I(,),I(,)e0图1 Lambert-Beer定律原理示意图I(λ)=I0e-LCσ(λ)式中:C——为被测气体浓度，L为测量光程长度，——σ(λ) ——为气体分子的吸收系数。
二、差分吸收光谱法的基本原理[31~33]自1975年差分吸收光谱法(DOAS)被提出，并于以后用于测量大气中污染气体浓度开始，就逐渐在环境检测领域得到了广泛的应用。
人们使用差分吸收光谱法可以监测到同温层中的HONO、OH、NO、BrO、ClO等这几种重要3的污染气体、也可以利用一些气体如:NO、NO、NH、ClO、23IO、O、SO、CS、HCHO和许322多的芳烃化合物等在紫外和可见光区域的吸收特性来监[24]测它们的浓度、还可以利用吸收光谱结构计算后的残留结构发现新的污染气体。
差分吸收光谱法最主要的优点是可以在不受被测对象化学行为干扰的情况下来测量到它们的绝对浓度。
也正是因为这一点，差分吸收光谱法常用来测量那些化学行为较活泼的气体，例如:OH，NO，BrO等; 3另外差分吸收光谱法还可以图2 DOAS测量污染气体浓度的测量装置图通过分析几种气体在同一波1段的重叠吸收光谱，来同时测定几种气体的浓度。
差分吸收光谱法正是具有这些优点，才实现了多种气体的在线同时测量和监测仪器的在线化。
差分吸收光谱法测量污染气体浓度的典型测量装置如图3-1所示[24]。
由稳定光源I(,)0发出强度为的一束光，经透镜后形成平行光束，平行光束经过含有气体的测量室I(,,L)后，由于各种不同气体的吸收及空气分子和气溶胶粒子的散射作用，强度衰减为，I(,,L)根据Lambert-Beer定律，的大小由(3-1)式给出:LABS,I(,L),,I()exp{,[,,(,p,T)，,(l)],,,(,l),,(,,l)dl}，N(,),jjRM0,0j(3-1)ABS,(,,p,T)jl其中气体j的吸收特性由吸收截面积定义，在光程点的吸收截面积是波长,(l)jλ、压力p 、温度T的函数，它与气体分子数量密度的乘积反映了气体吸收的光,(,,l),(,,l)RM谱特性;气溶胶的米氏散射和瑞利散射分别用和表示，它们也是波长λN(,)I(,,L)l和光程的函数;是光子噪声，它与有关。
DOAS仪器原理及应用
① 控制端口设置不正确 ② 望远镜底部定标电机没有
初始化结束 ③ RS232-RS485转接模块故
障 ④ RS485信号箝位 ⑤ 线路连接不良
① 氙灯电源故障 ② 氙灯电源过热或过压、欠
压保护 ③ 氙灯老化
① 没有对准 ② 光路被遮挡 ③ 反射镜窗口或角反射镜表
面被污染
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四、DOAS检测仪器的校准检验
• DOAS监测仪器的校准方法一： 1. 叠加一个校准池，进行精密度检查
在每个监测光程配备一个校准池，直接 放置于接收器前窗。校准池通常是永久 固定式的。下图为OPSIS AR500系统 CC150装置，该装置固定于ER150接收器 前窗。在没有气象因素干扰的情况下进 行。向校准池通标气，待其稳定后方可 开始测量。
① 光路偏移 ② 灯老化或使用时间过久 ③ 气候状况(雨、雾等)
① 将软件主界面右上角控制端口设置成COM1或 COM2
② 等初始化结束后重新启动CNDOAS软件 ③ 更换RS232-RS485转接模块 ④ 断开与PM10、气象仪的通讯连接，重新启动
CNDOAS软件 ⑤ 检查通讯部件之间的连接线缆
① 点氙灯时，可以听到点火声，如果听不到声 音或听到吱吱声，联系厂家
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四、DOAS监测仪器的校准检验
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四、DOAS监测仪器的校准检验
• DOAS监测仪器的校准要求： ① 系统在安装调试期间，应对检测仪器精
密度检查和准确度检查。 ② 系统更换机械运动部件、光学部件、检
测传感器和光源等主要部件，必须进行 精密度检查。 ③ 系统运行中每个月需用汞灯对光谱仪波 长进行一次标定，每3个月进行一次单点 检验(选择一个项目用等效浓度为满量程 10%到20%的标气)，每年进行一次多点 校准(等效浓度)
烟尘烟气连续自动监测系统复习考试题大题题库：简答、操作题整理
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℃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≥2 L/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。
直射太阳光差分吸收光谱反演NO_2整层垂直柱浓度
陈茂兴等 ， 测量仪器搭载到飞机上 ，在 １． ｍ 的高度上 将 １ ２ｋ
获得的天顶谱作为参考谱［ 。 方法避开 对流层 的吸收 ，最 ６ 该 ］ 大程度的减少 了参 考谱 中 Ｎ０ ２吸收结 构 引入 的误差 。但 是 这种方法 较 为 复杂 、成 本 较 高 。２ ０ ０ ９年 美 国 国 家 宇航 局 （ ＡＳ 的 ＪｙＨｅｍａ Ｎ Ａ） ａ ｒ ｎ研究组成 功 的将 最小值外 推法应 用
Ｆｉ．１ Ｔｈｅ ａｍ ｏ ｐ ｒ ｒ ｎ ｍ ｉｓｏ ｐａ ｈ ｏ ｒ ｃ ｕｎ ｌｇ ｇ ｔ ｓ ｈｅ ｅ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｔ ｆｄｉ ｔｓ ｉｈｔ ｅ
于 Ｄ ｑ Ａ ，获得了 Ｎ ） 垂直柱浓度绝对值 ， Ｓ Ｘ） Ｓ （２ 并与 ＯＭＩ 卫
收 稿 日期 ： ０ １０—４ 修 订 日期 ：２ １—０１ ２ １ —７２ 。 ０ １１—６
当前用 于测量 Ｎ（ ） ２的方法包 括点式 化学 发光 测量 法 、长光
程 主动差分 吸收光谱法【 等 ， 关注地 面 Ｎ（２ ２ ］ 都 ） 的浓度 。 近些
年发展起来 的多 轴差 分吸收 光谱技 术 可以 获得对 流层 Ｎ（ ） ２
Ｉ 原
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浓度信息［ ，但其主要用于获取 对流层 垂直柱浓 度。直 射太 ３ ］ 阳光差分吸收光谱技术 （ ＳＤ Ｄ － ＯＡＳ ， ） 具有光通 量大 、时间分
中图分类号 ： ４３５ １ ０ ３．＋
引 言
对 Ｎ（ ） 浓度 的监 测具 有 重要 的科 学 和实 际意 义口 。 ２的 ］
本研究采用大气外层高精度太阳夫琅禾费标准光谱与仪 器 函数进行卷积作为参考谱反演整层垂直柱浓度 绝对值 。搭
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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。