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
基于差分吸收光谱法监测VOCs的仪器比对测试
基于差分吸收光谱法监测VOCs的仪器比对测试施禅臻;李亚飞;刘悦;张爱亮;丁臻敏;陈启悦;蔡泽仁【摘要】通过在化学工业园进行的比对测试表明,基于开放式光路差分光谱吸收法技术(LP-DOAS)的在线仪器监测到了环境空气中的多种挥发性有机物气体(甲烷、异丁烷、乙酸乙酯、乙烯及部分苯系物)等,并且能够有效捕捉极值.标准气体比对结果显示,仪器在高浓度比测(开放光路中通入样品气体)中具有较好的结果(示值误差较低、稳定性重复性较好),能够对丁二烯、丁酮、丙烯等气体有效监测;而低浓度测试(吸收光池法)结果中示值误差较高,表明LP-DOAS可能存在系统性偏差.在比对测试方法上,针对LP-DOAS等新型光学监测技术,美国TO-16建议方法(开放光路中通入样品气体)能够较真实地模拟监测环境状况,应进一步结合我国计量检定规程以及技术规范,进行探索实践.【期刊名称】《上海计量测试》【年(卷),期】2017(044)006【总页数】3页(P30-32)【关键词】LP-DOAS;VOCs;比对测试;TO-16【作者】施禅臻;李亚飞;刘悦;张爱亮;丁臻敏;陈启悦;蔡泽仁【作者单位】上海市计量测试技术研究院;上海市计量测试技术研究院;上海市计量测试技术研究院;上海市计量测试技术研究院;上海市计量测试技术研究院;上海市计量测试技术研究院;上海市计量测试技术研究院【正文语种】中文光学在线监测技术作为测定大气中痕量挥发性有机物和有毒有害物的有效方法，近年来发展迅速、不断推广应用[1-3]。
相较于传统的化学法（又称湿法），光学法（又称干法）因为响应快、维护简易而广泛应用于环境监测。
具体而言，国内外目前主要包括开放式光路差分光谱吸收分析法（Long-Path Differential Optical Absorption Spectroscopy，LPDOAS）、傅里叶红外变换光谱技术（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）和调谐二极管激光吸收光谱法（Tunable diode laser absorption spectrometry，TDLAS）[1-2]。
LP-DOAS标准
中华人民共和国国家环境保护标准HJ□□□-201□长程差分吸收光谱（DOAS）空气质量监测仪技术要求The technical requirement forLong-path differential optical absorption spectroscopy (DOAS) airquality monitoring system（征求意见稿）201□-□□-□□发布 201□-□□-□□实施环境保护部发布目 次1 适用范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4测定范围 (2)5工作电压与频率 (2)6 性能要求 (2)7 仪器构造 (3)8 检验方法 (3)9 标识 (6)10 操作说明书 (6)11 校验 (7)前 言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》，保护环境，保障人体健康，规范长程差分吸收光谱（DOAS）空气质量监测仪的技术性能，制定本标准。
本标准规定了长程差分吸收光谱（DOAS）空气质量监测仪的研制生产及性能检验、选型使用、日常校核等方面的技术要求。
本标准为首次发布。
本标准由环境保护部科技标准司组织制订。
本标准主要起草单位：安徽省环境监测中心站、中国科学院安徽光学精密机械研究所。
本标准环境保护部201□年□□月□□日批准。
本标准自201□年□□月□□日起实施。
本标准由环境保护部解释。
长程差分吸收光谱（DOAS）空气质量监测仪技术要求1 适用范围本标准规定了采用长程差分吸收光谱（Differential Optical Absorption Spectroscopy, 简称DOAS）系统进行空气质量监测的仪器的技术性能要求和性能检测方法。
2规范性引用文件本标准内容引用了下列文件中的条款。
凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。
GB/T 191-2000 包装储运图示标志GB 3095-1996 环境空气质量标准GB 4943-2001 信息技术设备的安全HJ/T193-2005 环境空气质量自动监测技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
差分吸收光谱技术DOAS介绍1
光缆 用于把接收器收 到的光传输到光 谱分析仪内
PS150电源 提供20伏特/8安培直 流电给发射器使用
多路器 切换长、短光路接收 光谱
AR500分析仪 测量、计算及分析的中 央处理器 • 光谱分析仪 • 计算机
二、DOAS技术测量数据处理与讨论
观测资料介绍
• 采样时间：南京市2008年4月至2008年9月
4、DOAS系统的构成
整个DOAS系统主要包括:
• 光源
• • • • • 光发射和接收装置 角反射镜 石英光纤 光谱仪 光探测器(PDA光电二极管阵 列) 配套的计算机
• 数据采集卡(A/D转换)
• 光发射/接收单元采用开路式单 端结构
发射器和接收器
• 一个带氙灯和供电 装置的发射器 • 一个捕捉光源的接 收器
• 资料分析：利用DOAS对主要大气污染物NO2、SO2以 及O3的测量结果，分析了南京市主要大气污染物的 日变化规律、空气污染的“周末效应”以及与天 气情况的密切关系
长程差分吸收光谱技术气体浓度反演误差的定量估计
于 （ １ ［ １） ０ 。残差结构主要是无规律 和不可重 复的外在 随
机干扰 ，决定 Ｉ ＡＳ仪器 的最低 检测限 ， Ｘ） 影响 Ｉ ＡＳ反演 气 Ｘ） 体浓度 的精度 。 这些 干扰是变 化的 ， 能是 Ｉ Ａ 可 Ｘ） Ｓ试 验装置
收稿 日期：２ ０ —５２ ， 订 日期 ： ０ ７０—０ ０ ６０ —８ 修 ２ ０ —１３ 基金项 目： 国家高技术研究发展计划“ ６ ” 目（ ０５ Ａ６１ １ ） 中国科学院知识创新工程重要方向项 目（ Ｊ Ｘ 一Ｗ－ ０ ） ８３项 ２０Ａ ４００和 Ｋ Ｃ ２Ｓ Ｈ ８ 资助 作者简介 ：李素文，女 ，１ ６ 年 生，中国科学 院安徽光学精密机械研究所副教授 ９８ ｅｍａｌ ｗｌ ｉｆ ａ．ａ － ｉ ：ｓ ｉ ｏｍ． ｃｃ ＠ａ
摘
要
长程差分 吸收光谱法 （ ＰＤ ｓ 是基 于最小 二乘原 理来反 演大气 痕量气体 浓度 的 。Ｌ － Ｏ Ｌ — ＯＡ ） Ｐ Ｄ ＡＳ能
对痕量气体进行高灵敏 的测量 ， 但是还没有统计 的方法定 量确定 Ｌ － ＯＡＳ反演误 差 。 ＰＤ 痕量气体 的吸收通 常 很弱 ， 外来影 响因素决定 了检测 限和测量精度 ，其被误 当做真正 的吸收 ， 增加 了没 有统计 特性 的噪声 到残 差 中， 导致最小二乘拟合误差 （ｒ（ Ｓ￣） ｅｒＬ （ 有一个明显的误估计 。 研究采用蒙 特卡 罗方法 ， 通过残差 的循环移位 定量确定差分吸收光谱法反演气体浓度的误差 。 实验结果 表 明 ， 特卡罗 方法可 以定 量估计 差分 吸收光谱 蒙
中图分类号 ： ４ ３ ４ ０ ３ ．
引 言
长程差分 吸收光谱法 （ Ｐ Ｄ ＡＳ 由 Ｐａｔ 等在 ２ Ｌ－Ｏ ） ｌ［ ｔ ｏ世
纪 ７ Ｏ年代提 出 ， 经过一段 时间 的发 展 ，Ｌ － ＯＡＳ已经作为 ＰＤ
差分吸收光谱法烟气在线监测技术的开题报告
差分吸收光谱法烟气在线监测技术的开题报告一、研究背景及意义烟气污染对环境和人类健康造成了严重的危害，因此对烟气排放的监测和控制变得越来越重要。
差分吸收光谱法（DOAS）是一种基于光学原理的烟气在线监测技术，可对烟气中的污染物进行快速、准确、非侵入式的测量，并具有不受气体基质影响、适应复杂气体混合物、运行成本低等优点。
该技术已广泛应用于烟气排放、环境空气质量、地表大气污染等领域，成为烟气在线监测的重要手段之一。
二、研究内容本次研究将基于DOAS技术，设计并实现一套烟气在线监测系统。
具体研究内容包括：1.梳形光谱仪的选择及优化：DOAS技术的核心是梳形光谱仪，因此需要对不同类型的梳形光谱仪进行比较和优化，以得到最佳的光谱分辨率和信噪比。
2.反演算法的研究：针对不同污染物的特征吸收线，设计并优化反演算法，实现对多种污染物的定量检测。
3.系统硬件及软件设计：设计系统硬件电路及选材等方案，并编写控制软件与反演算法进行集成。
三、研究方法1.文献调研：对DOAS技术相关文献及国内外已有的研究进行调研。
2.光谱仪优化：选择不同类型的梳形光谱仪进行比较，优化最佳光谱分辨率和信噪比并验证。
3.污染物特征线提取：在已有文献基础上，提取不同污染物的特征吸收线。
4.反演算法优化：根据特征吸收线设计反演算法，并进行优化验证。
5.系统硬件及软件设计：按照硬件选材方案和反演算法编写相应的控制软件，实现系统调试和完善。
四、预期成果本研究预期可以设计出一套基于DOAS技术的烟气在线监测系统，重点达到以下预期成果：1. 实现对多种污染物的在线监测，如二氧化硫、氮氧化物等。
2. 搭建一套稳定、可靠的烟气在线监测系统，具有高稳定性和高检测灵敏度。
3. 对算法进行优化和验证，进一步提高系统的准确性和可靠性。
4. 技术推广，为烟气在线监测及其它领域的应用提供新思路和技术支持。
五、研究进度安排第一年：1. 文献综述、选型和实验准备（3个月）2. 梳形光谱仪选型及优化（3个月）3. 污染物特征线提取、反演算法设计及优化（6个月）第二年：1. 硬件选材方案设计（3个月）2. 调试硬件电路及控制软件编写（6个月）3. 系统完善及验证实验（3个月）第三年：1. 整理论文，准备答辩（6个月）六、研究经费预算本研究所需经费主要包括设备采购（梳形光谱仪、控制器等）、实验材料费、差旅费等，预算总额控制在80万元以内。
紫外差分光谱法烟气综合分析仪(DOAS)标准介绍
紫外差分光谱法烟气综合分析仪（以下简称分析仪）以紫外差分吸收光谱技术为核心的新型产品，主要用于排气管道中有害气体成分的测量，广泛应用于环境监测以及热工参数测量等部门，该分析仪是我公司多年精心研制的具有自主知识产权的高品质仪器，产品多项设计填补空白。
产品采用工业级高速处理器，10.1寸工业触摸屏，人机界面兼容按键和触摸双模式，可进行局域网和广域网的组网及数据传输；烟气取样、工况测量、烟气预处理三合一，现场使用方便；内置可充电锂电池，交直流两用，宽输入电压(DC12~28V,AC80~260V),电压适用范围更广；烟气测量采样双量程设计的数学模型修正算法，提高数据测量的准确性和线性度；关键部件采用恒温控制，提高仪器的温度适用范围。
精心的设计，友好的人机界面，竭诚为用户提供一款精致、、贴心、耐用的高品仪器该分析仪性能指标均符合国家环保局颁布的烟气测试仪的有关规定。
采用紫外差分吸收光谱技术和化学计量学算法测量SO2、NO、NO2、O2、CO、CO2、H2S等气体的浓度，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，具有测量精度高、可靠性强、响应时间快、使用寿命长等优点。
分析仪研制过程中广泛征求专家及广大用户的意见，采用高性能长寿命脉冲氙灯、耐腐蚀吸收池、进口高分辨光谱仪、传感器及新材料领域的高新技术，竭力为用户提供一台质量可靠、性能稳定的高品质仪器。
GB/T37186-2018《气体分析二氧化硫和氮氧化物的测定紫外差分吸收光谱分析法》HJ/T397-2007《固定源废气监测技术规范》DB37/T2704-2015《固定污染源废气氮氧化物的测定紫外吸收法》DB37/T2705-2015《固定污染源废气二氧化硫的测定紫外吸收法》DB37/T2641-2015《便携式紫外吸收法多气体测量系统技术要求及检测方法》JJG968-2002《烟气分析仪检定规程》GB13233-2011《火电厂大气污染物排放标准》紫外差分光谱法烟气综合分析仪,紫外差分烟气综合分析仪,紫外烟气综合分析仪,紫外差分光谱法烟气分析仪,紫外差分烟气分析仪,紫外烟气分析仪,紫外差分烟气分析仪仪价格,紫外差分烟气分析仪厂家,紫外差分烟气分析技术指标,紫外差分烟气分析仪操作指南,紫外差分烟气分析仪使用方法,紫外差分烟气分析仪,紫外烟气分析仪,紫外差分光谱法烟气分析仪,GB37186紫外差分光谱法烟气分析仪3.技术特点1.采用紫外光谱差分吸收技术（DOAS）测量固定污染源排气中的SO2、NO、NO2等气体浓度，测量精度高，不受烟气中水蒸气影响，特别适合高湿低硫工况。
长光程差分吸收光谱仪简介
长光程差分吸收光谱仪简介
李艳红
【期刊名称】《分析仪器》
【年(卷),期】1999(000)001
【摘要】长光程差分吸收光谱仪是一种新型在线式大气自动监测系统，可同时对多种气体进行连续监测，并具有远程监测能力。
获得的数据则计算机进行处理，可实时记录空气中各种污染物的含量。
本文对仪器结构和工作原理作了简单介绍。
【总页数】1页(P46)
【作者】李艳红
【作者单位】大庆大石油化工总厂环保处
【正文语种】中文
【中图分类】X831.02
【相关文献】
1.SANOA长光程差分吸收光谱仪故障维修1例 [J], 洪华英
2.长光程吸收池在紫外差分分析仪中的应用 [J], 赵金宝;阎杰;程鹏
3.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 [J], 吕默;王一丁;陈晨
4.用于测量亚硝酸的长光程吸收光谱仪的研制 [J], 陈林;侯思齐;王炜罡;佟胜睿;裴克梅;葛茂发
5.长光程差分吸收光谱法测量大气SO_2浓度研究 [J], 侯艳霞;魏永杰;刘迎春;李红莲;陈文亮;徐可欣;邹德宝
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DoAs系统灯谱测量与一些常见问题
DoAs系统灯谱测量与一些常见问题摘要：文章主要就DoAs系统灯谱测量与一些常见问题进行分析。
关键词：DoAs自动监测仪问题LGH-01A型长光程（DoAs）空气质量自动监测仪是用于监测大气中各种污染物含量的专用仪器，它通过检测大气的吸收光谱来确定污染物的浓度。
气体分子具有各自的特征吸收截面，气体在大气中的吸收服从比尔定律：I（λ）=I0（λ）exp﹛-Lσ（λ）C﹜其中I0（λ）是光源发出的起始光强，I（λ）是经过L距离传输后的光强，σ（λ）是气体的吸收截面，C是测量气体的浓度，起始光强、经过L距离传输后的光强、某种特定气体的吸收截面是已知的或经过测定后可以得出，测量气体的浓度C就可以从上述已知条件中测量并计算：C=In﹛I0（λ）/I（λ）﹜/ Lσ（λ）由氙灯光源产生光辐射，其光强便是光源发出的起始光强I（λ），是已知的。
通过望远镜系统准直传输到大气路径，在另一端安装一个角反射镜将其反射回来，进入望远镜接受通道口而聚焦在光纤的入射窗，光纤把光导入光谱仪，出射约20nm的谱宽。
通过扫描装置，扫描一个光谱带，光电探测器将光学信号转化为电信号，再由插在计算机ISA槽的AD卡进行数字化，通过计算机进行进一步的处理。
通过处理经过大气路径的辐射光谱与灯的光谱，每个气体都有自己的特征吸收光谱，对其差异进行分析处理，就可以确定吸收气体及气体浓度。
光源（氙灯及其电源）、测量设备（光谱仪、扫描装置和PMT及其电源和控制）、系统数据记录与处理（ADC与计算机），所有部件都接在220V电网中。
如下图所示。
DOAS系统灯谱测量是很重要的一部分，是保证自动监测结果准确可靠的前提条件。
上面已将DOAS系统光学结构、电学结构及其原理作了一下简单的介绍，光源发出的起始光强通过望远镜系统准直传输到大气路径，在另一端安装一个角反射镜将其反射回来，因此在灯谱测量之前需要做一下光路对准。
首先将光路打向外灯，测量次数改为15，点击开始采集按钮，将望远镜底座前端和左侧固定板手松开，采用射击瞄准法将望远镜对准角反射镜。
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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]。
近年来应用QCL对处于红外“指纹区”的气体进行痕量检测的应用发展十分迅速。
2008年， Aerodyne研究中心的Mcmanus等采用中心波数为967 cm-1、可用TEC制冷器冷却的量子级联激光器，采用长光程直接吸收法，经过多次反射池的入射光光程被增加到76 m，对氨气的检测灵敏度为0.2×10-9 [4]。
2013年，Gorrotxategi-Carbajo等采用中心波数1 769 cm-1的量子级联激光器检测H2CO。
采用光反馈—腔增强吸收光谱(OF-CEAS)技术，使检测灵敏度提高到60×10-12 [5]。
我国在此领域的研究处于赶超阶段， 2010年，阚瑞峰等采用中心波数为1 904 cm-1的脉冲量子级联激光器，采用直接吸收光谱检测技术，通过最小二乘计算方法进行了基线拟合，对一氧化氮的检测灵敏度达到3.4×10-6 [6]。
2014年，李国林等报道了采用4.8 μm中红外量子级联激光器的一氧化碳检测仪，通过优化的开放式椭球聚光镜气室，对一氧化碳的检测灵敏度达到180×10-9[7]。
采用波长4.65 μm量子级联激光器的新型一氧化碳检测仪。
本仪器应用自主研发的高速光电信号采集电路对光电信号进行高分辨处理，采用长光程差分吸收光谱技术(LP-DOAS)，在系统光程为12 m的情况下，对一氧化碳的检测灵敏度达到61×10-9。
在红外波段，气体分子的吸收光谱一般包括转动光谱和转动振动光谱两部分，每种气体在红外波段都有很多条吸收带[8]。
以一氧化碳为例，如图1所示，由一氧化碳分子的基频振动引起的吸收频率在中心频率为4.6 μm的区域。
图中横坐标表示波数，单位是cm-1，纵坐标表示吸收强度，单位是dB。
本工作采用的QCL的发光波长位于4.65 μm附近，对应于一氧化碳吸收光谱在4.649 μm处的吸收峰。
在这一红外波段，一氧化碳的吸收系数达到10-19量级，并且处于大气窗口范围，可以排除包括水气在内的其他大气成分的光谱干扰。
长光程差分吸收光谱法(LP-DOAS)可以作如下表述。
根据比尔-朗伯定律，光强为I0(λ)的光束经过瑞利散射以及米氏散射、通过光程为L的气体吸收池后的光强为[9-10]式(1)中的多元函数φ(σi,ci,L,εr,εm)表示为其中，λ为光源波长(nm)；σi(λ)为第i种气体的吸收截面(cm2)；ci为第i种气体的平均浓度(mol·cm-3)；L为光程(cm)；εr(λ)为Rayleigh散射，消光系数λ-4；εm(λ)为Mie散射，消光系数(λα,α=2～4)。
Rayleigh散射与Mie散射截面在吸收光谱中表现为宽带结构的吸收截面， LP-DOAS方法将吸收光谱中的气体吸收截面σi(λ)分解为宽带吸收与窄带吸收截面，即其中(λ)表示第i种的宽带吸收截面，(λ)表示第i种的窄带吸收截面。
于是，式(2)可以被拆分成如下形式通过数值滤波处理可以去除只包含宽带截面吸收的φb项，从而得到待测气体的差分光学密度：通过将差分光学密度与参考谱进行最小二乘法拟合即可得到吸收池中一氧化碳气体的浓度。
由上述分析可知，获取一氧化碳在待测波段的参考吸收截面是浓度反演的关键。
我们利用HITRAN光谱数据库给出的常温常压下一氧化碳气体的吸收线强等参数，对特征吸收光谱进行了Voigt线型展宽。
Voigt线型函数同时考虑气体碰撞、自发辐射产生的洛伦兹线型与发光粒子速度分布产生的多普勒线型，其综合展宽函数为其中αL与αD分别为洛伦兹线型与多普勒线型的半宽度，ν0为中心频率。
若令αD为常数[11]则有其中，(ν1-ν)。
Voigt线型已经广泛的应用于差分吸收光谱法中，通过比较实验中测得的光谱与Voigt线型展宽的参考光谱之间的残差来判断检测仪的检测下限。
气体检测系统的核心器件是中心波长为4.65 μm的量子级联激光器。
红外光经过全反射镀金球面镜聚焦到长光程气体吸收池中，从吸收池出射的红外光通过液氮冷却碲镉汞中红外探测器进行探测。
碲镉汞中红外探测器的探测峰值波长为5 μm、光谱响应范围为2～12 μm、响应时间小于100 ns、探测面的尺寸为1 mm2。