浅谈紫外差分吸收光谱用于CEMS
第三章 直接测量式气体CEMS
第三章直接测量式气体CEMS在线系统是指在没有改变烟气的组成并在颗粒物存在或者渗透过滤除去颗粒物的条件下直接测量气体浓度的系统。
在线式气体CEMS测量系统分为点测量系统和线测量系统。
点监测仪称为烟道中监测仪，线监测仪称为跨烟道监测仪。
直接测量式一般分为两类：一类传感器安装在探头端部，探头直接插入烟道，使用电化学或光电传感器，测量较小范围内污染物浓度（相当于点测量）；另一类传感器和探头直接安装在烟道或管道上，传感器发射一束光穿过烟道，利用烟气的特征吸收光谱进行分析测量，可以归为线测量，可以采用红外、紫外、差分光学吸收光谱、激光等技术。
一、点在线气体CEMS点（短路径）在线系统在烟道中的一个单点上测量，就像一个普通的抽取系统探头在烟道中的一个点上抽气一样。
单点的长度可为几厘米，对于有些光电系统，为了测量浓度低的气体，长度到1m或超过1m，但是与烟道和管道的直径相比，测量路径较短。
如果气体浓度分层，必须要考虑探头的长度和位置以确保样品能够代表烟气。
一种点在线气体CEMS的测量探头有烧结不锈钢或陶瓷多孔材料制成，便于被探头过滤除去颗粒物的气体扩散到测量室进行测量和在线用标准气体对仪器进行校准。
另一种点在线气体CEMS的测量探头为开放式，主要是考虑烟气中烟尘的浓度较高以及量大面广的湿法除尘和脱硫净化后烟气中水分含量较高和颗粒物的粘性，这些因素可能堵塞探头，所以设计带有颗粒物的烟气直接从探头穿过，利用气体对光的吸收测量污染物的浓度。
这种设计采用标准气体流过气室（典型的长度为30cm）标准技术。
校准时通过滑道将探头移出烟道或管道，用不吸附被测定气体的材料制成的圆筒将开放式探头密封或者将与探头开口长度相同的气室放入光路中，然后通入标准气体对仪器进行校准。
校准过程比较麻烦，校准时消耗气体量比较多，因此要针对具体的烟气条件确定最佳的校准时间间隔，其关键在于确保仪器的连续运行和满足相对准确度的要求。
开放式探头与密封式探头相比较更适合于在含尘量高、烟气条件更恶劣的环境下连续使用。
蓝宇紫外差分CEMS
一、公司介绍天津市蓝宇科工贸有限公司是一家年轻的高成型科技型企业，具有一支以博士后、博士为科研领头人，以当地几所大学为技术依托的研发力量。
公司目前共拥有员工28人，全部大专以上文化程度，本科以上文化程度有26人，占员工总数93%，硕士学位（含中级职称）以上的有9人，占员工总数32%，博士学位（含高级职称）以上的有5人，占员工总数的18%。
依赖于一支通过长期培养而建立起来的技术团队，目前公司拥有多位在管理、仪器、光電子、机械及计算机方面独具特长的技术专家，形成了具有过硬开拓能力的专业技术团队，使得企业生机勃勃，向高新技术领域不断推进。
从2000年起，公司筹备组就开始了对紫外差分光谱（D O A S ）的基础性研究，2003年注册，自主研发了FB系列烟气颗粒物排放连续监测系统，其中FB-4000（烟气监测部分）是公司具有完全自主知识产权的核心产品，其核心技术采用紫外差分吸收光谱法（DOAS）测量SO2、NOx的浓度。
该系统综合光、机、电及计算机于一体，直接用算法避开飞灰和水蒸气对污染气体测量结果的影响，与传统方法（例如稀释法和抽取法，均采用较为复杂的过滤、冷凝等装置进行处理）相比，不仅消除了飞灰和水蒸气对污染气体测量结果的影响，而且大大降低了维护费用。
仪器通过了实际环境下的长时间使用，进一步完善了仪器的准确性、稳定性、可靠性。
完成了业内权威专家对本项目的产品鉴定，得到了业内专家的一致好评。
公司成立后，管理层实行了旨在推进技术创新的激励机制，全面贯彻“创新是发展之本、市场是发展之源”的指导方针，充分发挥和挖掘了我们在光机电和计算机结合的技术优势，形成了富有技术特色的发展之路。
由公司自主研发的FB系列烟气颗粒物排放连续监测系统，2003年4月18日在天津市计量技术研究所进行测试（放化字第20030020号），测试结果表明产品符合仪器标准技术要求。
2003年6月，天津市质量技术监督局对公司FB系列烟气颗粒物排放连续监测系统颁发企业产品执行标准证书（QHD528—2003）。
cems测氮氧化物原理
cems测氮氧化物原理
CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）是一种用于连续监
测气体污染物排放的系统。
在CEMS中，氮氧化物的测量原理通常采用化
学发光法（CLD）或紫外差分法（UDA）。
化学发光法（CLD）是一种通过化学反应过程中释放的能量激发气体发光，然后通过光电倍增管将光信号转化为电信号的方法。
在测量氮氧化物时，特定的化学反应会释放出光子，光子的数量与氮氧化物的浓度成正比。
因此，通过测量光子的数量，可以计算出氮氧化物的浓度。
紫外差分法（UDA）是一种通过测量气体在紫外线下吸收光能的程度来计算气体浓度的技术。
在测量氮氧化物时，特定的紫外光波长会被氮氧化物吸收，通过比较发射光和吸收光的强度，可以计算出氮氧化物的浓度。
这两种方法都可以提供高精度的氮氧化物浓度测量结果，但具体的选择取决于CEMS的型号和配置。
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
CEMS烟气在线监测系统测量技术解析
CEMS烟气在线监测系统测量技术解析气态污染物除了常规监测的二氧化硫(S02)和氮氧化物(NOX),还有一些特殊行业排放的气态污染物,如垃圾焚烧厂需要监测氯化氢、一氧化碳以及近年受到更多关注的气态汞、温室气体二氧化碳、挥发性有机物(VOCs)、氨气等。
组分监测按照不同行业排放特征决定监测对象,目前市面主流测量原理为气相色谱结合不同检测器,其所能监测物质种类取决于方法开发能力。
固定污染源氨的监测有两个应用场景淇一是合成氨等典型行业的最终排放口,其二是过程控制的逃逸氨监测。
氨CEMS的主要分析原理有紫外差分吸收光谱法、可调谐激光二极管法、傅里叶红外法等,系统结构主要有原位式和抽取式。
近年来,远距离利用红外扫描有毒气体及云团进行遥测的设备,也应用到了污染源监上,其原理基于被动傅里叶红外技术,通过光学和红外成像系统获得被测区域的视频图像,再定性识别污染物,同时对污染物浓度、浓度梯度、扩散范围进行直观分析。
Ol颗粒物测量颗粒物监测仪(烟尘仪),也称为颗粒物CEMS,按采样和测量方式分为直接测量式和抽取测量式,〃十一五〃“十二五〃期间我国应用最多的颗粒物监测技术是浊度法和散射法,安装量最大的是原位后散射法烟尘仪。
近年随着烟气超低排放推进,抽取式烟尘仪安装量增加迅速。
浊度法烟尘仪也称对穿法烟尘仪,应用原理为朗伯一比尔定律。
以一定频率调制发射的光,穿过含有颗粒物的气流时光强度会衰减,颗粒物浓度越高,衰减越厉害。
在烟道的另一侧设置反光镜,用检测器接收反射回来的光的透过率,转换成电信号,通过用手工采样质量法测定的颗粒物浓度与信号值建立的相关关系,将仪器的电信号转换为颗粒物浓度，此种烟尘仪称为单侧双光程浊度法烟尘仪。
另外,还有双侧发射同时双侧接收的双光程浊度法烟尘仪,也为对侧双光程浊度烟尘仪。
原位散射法烟尘仪也是用类似于朗伯比尔定律,即波格尔定律而设计的测定烟气中颗粒物浓度的仪器。
当光射向颗粒物时,颗粒物能够吸收和散射光,使光偏离它的人射路径,检测器在预设定偏离人射光的一定角度接收散射光的强度。
浅析CEMS比对监测过程中存在的问题和对策
浅析CEMS比对监测过程中存在的问题和对策作者：杨昊波来源：《中国化工贸易·下旬刊》2017年第03期摘要：文章对CEMS的组成和测量原理进行了阐述，全面分析比对监测过程中存在的问题，针对存在的问题提出对策。
关键词：CEMS比对监测；问题；对策随着改革开放的深入发展，大中型企业也蓬勃发展起来。
到2009年有10279家大中型企业成为国家重点污染物排放监控企业，安装烟气自动监测设备的有5472套，企业之多，分布之广，要实时了解这些企业污染物的排放情况，给环境主管部门提供污染物总量减排的科学依据，单纯的依靠监测部门的人力显然不够。
一种能够代替人工实时监测的仪器应运而生—固定污染物烟气连续监测系统（Cont inues Em ission Monitoring System CEMS）。
目前，我国CEMS处于初期的发展阶段，技术还不够纯熟，设备运行效率低，企业对CEMS的维护运行的技术和重视不够，数据测量的准确度、真实性不强。
《固定污染源烟气排放连续监测系统技术规范》试行（HJ/T75—2007）规定对企业CEMS每季度至少进行一次手工比对监测，同时对CEMS的监测数据进行有效性审核，提高CEMS测量数据的真实性、准确性以及合法性。
1 CEMS的组成和测量原理1.1 CEMS的组成CEMS由颗粒物监测子系统，气态污染物监测子系统，烟气排放参数监测子系统，数据处理子系统四个主要部分组成。
颗粒物监测子系统主要测量烟气中烟尘浓度；气态污染物监测子系统主要测量烟气中的NOX、H2S、SO2等气态污染物浓度；烟气排放参数监测子系统主要测量烟气中温度、压力、湿度、含氧量等参数；数据处理子系统对所监测的数据进行换算、存储和统计并将存储的数据按一定的要求传输到环保行政主管部门进行联网查看，实时监管企业排污情况。
1.2 CEMS测量原理颗粒物监测子系统主要原理有浊度法和光散射法；气态污染物监测子系统主要原理有非分散红外法、紫外荧光法、紫外吸收法、紫外差分吸收法；烟气排放参数监测子系统含氧量测量方法有电化学法、氧化锆、顺磁法，湿度测量方法有有干/湿氧法和高温电容法，流速测量方法有有皮托管法和超声波法，压力测量方法有压力传感器法，温度测量方法有铂电阻法和热电偶法。
CEMS原理
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内稀释法
二、系统原理----- 气
1、采样方式
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二、系统原理----- 气
外稀释法
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二、系统原理----- 气
2、管路系统
稀释气需要免于油、颗粒物、二氧化碳、氮氧化物和
二氧化硫的污染。
稀释法取样管线、校准和清洗反吹管线多采用惰性材
水气分压，利用PT100测量温度，可以准确测量高温烟气的水分
含量。
❖
❖
直接插入式测量，探头需要特殊防护。
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二、系统原理-----
❖ 2、干湿氧法
通常利用插入式氧化锆探头直接测量烟道中的湿态氧含量，利用完全利用抽
取法将烟气抽取后降温除湿，测量出干态氧含量，经计算后得出烟气湿度。
温控器
采样泵
加热器
烟气采样器
汽水分离器
流量控制器
冷凝器
二、系统原理----- 气
（二）直接抽取法 CEMS
温控器
过滤器
汽水分离器
旁路流量计
取样流量计
换向阀
压力调节阀
冷凝器
排水器
标准气
反吹泵
过滤器
气体分析仪
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二、系统原理----- 气
冷-干法
❖
在气体进入分析仪前，除去气体中的颗粒物、水分和降低
❖
大多数材料是反磁性的，少数是顺磁的，氧分子是顺磁性的。
❖
利用氧气的顺磁性的特性测量O2浓度。
❖
顺磁氧分析仪没有电特性的消耗，无须定期更换传感器或校准，维护
ＣＥＭＳ在液化天然气接收站中的设计探讨
第６０卷 第２期２０２４年３月石 油 化 工 自 动 化ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＩＮＰＥＴＲＯ ＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹＶｏｌ．６０，Ｎｏ．２Ｍａｒ，２０２４稿件收到日期：２０２３０９２８，修改稿收到日期：２０２３１２２０。
作者简介：顿张静（１９９３—），男，河北沧州人，２０１５毕业于中国石油大学（北京）自动化专业，现就职于海洋石油工程股份有限公司，从事石油化工仪表控制、火气探测及安全仪表系统的设计工作，任仪表工程师。
ＣＥＭＳ在液化天然气接收站中的设计探讨顿张静，王乃民，周家和，陈晓旭，左娇（海洋石油工程股份有限公司，天津３００４６１）摘要：针对液化天然气接收站中浸没燃烧式汽化器（ＳＣＶ）燃烧烟气中ＮＯ狓的特点，设计了烟气排放连续监测系统（ＣＥＭＳ），详细介绍了ＣＥＭＳ的组成，采样方式、分析仪的选取，烟气参数监测单元和数据采集与处理单元的设置等，对ＣＥＭＳ的安装和后期维护提出了相应的建议方案。
该系统设计方案不但可以监控烟气排放是否达标，还可以监测烟气中的ＣＯ浓度来反映ＳＣＶ低氮燃烧器的燃尽效率，有效降低生产维护费用。
关键词：液化天然气；接收站；浸没燃烧式汽化器；烟气排放连续监测系统中图分类号：ＴＰ２７４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００７７３２４（２０２４）０２００４３０５犇犲狊犻犵狀犇犻狊犮狌狊狊犻狅狀狅狀犆犈犕犛犻狀犔犻狇狌犲犳犻犲犱犖犪狋狌狉犪犾犌犪狊犚犲犮犲犻狏犻狀犵犛狋犪狋犻狅狀ＤｕｎＺｈａｎｇｊｉｎｇ，ＷａｎｇＮａｉｍｉｎ，ＺｈｏｕＪｉａｈｅ，ＣｈｅｎＸｉａｏｘｕ，ＺｕｏＪｉａｏ（ＯｆｆｓｈｏｒｅＯｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ，３００４６１，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋狊：ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＮＯ狓ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｕｂｍｅｒｇｅｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｖａｐｏｒｉｚｅｒ（ＳＣＶ）ｆｌｕｅｇａｓｉｎｌｉｑｕｅｆｉｅｄｎａｔｕｒａｌｇａｓｒｅｃｅｉｖｉｎｇｓｔａｔｉｏｎ，ａｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｆｌｕｅｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ（ＣＥＭＳ）ｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＴｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＣＥＭＳ，ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｓａｍｐｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｒ，ｔｈｅｓｅｔｔｉｎｇｏｆｆｌｕｅｇａｓｐａｒａｍｅｔｅｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｕｎｉｔａｎｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎｉｔａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．ＴｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｃｈｅｍｅｆｏｒＣＥＭＳｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎａｎｄｌａｔｅｒｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｎｏｔｏｎｌｙｍｏｎｉｔｏｒｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｎｒｅａｃｈｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｏｒｎｏｔ，ｂｕｔａｌｓｏｃａｎｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅＣＯｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｌｕｅｇａｓｔｏｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｂｕｒｎｏｕｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅＳＣＶｌｏｗ ｎｉｔｒｏｇｅｎｂｕｒｎｅｒ．Ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｃｏｓｔｓａｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｄ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｌｉｑｕｅｆｉｅｄｎａｔｕｒａｌｇａｓ；ｒｅｃｅｉｖｉｎｇｓｔａｔｉｏｎ；ｓｕｂｍｅｒｇｅｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｖａｐｏｒｉｚｅｒ；ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｆｌｕｅｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ 液化天然气（ＬＮＧ）接收站是对ＬＮＧ进行接收、储存、气化和外输等作业的站场，主要工艺系统包括卸料系统、储存系统、蒸发气（ＢＯＧ）压缩机系统、高压气化外输系统、槽车低压外输系统、火炬系统、计量系统等，另外还有配套的公用系统，如消防水系统、仪表风系统、制氮系统、取排海水系统等。
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浅谈紫外差分吸收光谱用于CEMS
一、引言
由来及技术背景
差分吸收光谱法（DOAS）最早由德国海德堡大学环境物理研究所的Platt 提出。
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）。
差分吸收光谱技术是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，因此差分吸收光谱方法具有一些传统检测方法所无法比拟的优点。
差分吸收光谱法在烟气监测CEMS中的应用
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，差分吸收光谱法的主要优点是可以在不受被测对象化学行为的干扰的情况下来测量它们的绝对浓度，可以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。
增加测量气体的数量只需要更改软件，不需要增加硬件。
目前DOAS在烟气监测中的应用方式有两种1、直接测量式CEMS；2、完全抽取式CEMS。
其中直接测量式CEMS目前实际使用比例较大。
这两种方法都有各自的优缺点。
直接测量式CEMS是将烟道作为一个开放的吸收池，对气体进行实时连续的直接测量，不需要预处理系统，安装方便，维护量小，在一定范围内不受烟道内烟尘和水雾的影响，但当烟尘或水雾较高时此方法就无效了，易耗品较贵，维护需要专业人士，特别是当保护仪表风失效时设备极易被烟道气体污染导致数据的失效。
而且现场不容易做对标准物质的比对实验。
完全抽取式CEMS中使用DOAS是将光学平台置于保护箱里，在测量气体前需要对被测气体进行预处理，由于加入了预处理系统安装较为繁琐，维护量较大。
但易耗品比较便宜，测量光路不易被污染，维护人员不需要特别专业，适用范围较广，容易实现现场的标准物质比对实验。
本人认为在完全抽取式CEMS中使用DOAS后的产品应该会在以后市场竞争中处于比较有利的地位。
原因是1、目前相关的国家标准在计算气体污染物排放时均使用的是以干基为基础的计算，而直接测量式得出的是以湿基为基础的浓
度；2、直接测量式现场CEMS的标准物质比对性实验比较麻烦。
不利于设备的验收；3、国内烟道工况的实际情况是比较复杂的，在环境恶劣的情况下直接测量法往往无法使用正常，而且由于干扰因素较多计算也比较麻烦导致测量精度下降；4、维护需要比较专业的人员会给企业带来许多负担。
二、DOAS在烟气排放监测中的原理
其最基本的原理是利用光谱吸收的朗伯-比尔定律：
I(λ)=Io(λ)exp[-L﹒C﹒σ(λ)] ----------------（1）
I(λ)--------------经过光路衰减的接收光强
Io(λ)-------------光源的原始光强
L------------------光程
C------------------气体浓度
σ(λ)------------待测气体的吸收截面
在测量燃煤电站锅炉、各种工业窑炉等固定污染源排放的烟气组分时，由于烟气成分复杂，各种烟气成分对光均有不同的吸收作用，当监测某种气体成分时，其他组分的气体的吸收必然会对准确测量被测对象产生干扰作用，因此对于固定污染源的烟气排放监测，无法直接使用式（1）来进行混合气体的测量。
所以可将式（1）修改为：
I(λTP)=Io(λ)exp{-[∑C iσi(λTP)+Εm(λ)+Εr(λ)]﹒L}+N(λ) -------（2）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
第i种气体的浓度
C
i-----------------------------------------
较大颗粒的米氏散射
Εm(λ)
----------------------------
较小颗粒的瑞利散射
Εr(λ)
----------------------------
N(λ) --------------------------------光子噪声
DOAS方法的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，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 ----------------（3）
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) ﹒C i ----------------（4）
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。
----------（5）
则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。
三、 实验系统构成及工作原理
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
图1
D ’(λ1) D ’(λ2) ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ D ’(λm )
=L 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 ) C i C 2 ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ ﹒ C m
基本原理为：紫外可见光发射器向接收器发射具有确定光谱的紫外光束；紫外光经过光路中的样品室时被被测物质所吸收，吸收后的紫外光信号传送到光谱仪中的分光系统进行分光后再投射到CCD阵列上，经CCD阵列转化为电信号，再经模数转化后输入计算机进行处理，最后得出被检测区域内的气体浓度，然后可根据需要对检测结果进行传送、显示和打印。
四、开发基于DOAS的CEMS产品所需要的研究项目
1、利用DOAS技术建立一套烟气在线测量实验系统，该试验系统可方便在不同
浓度、不同光程、不同气体种类的技术测试研究。
2、分析光谱法测试技术的几种数据处理方法：峰值法、积分光谱法和差分吸收
光谱法：
3、分析测量精度、测量结果的线性和重复性。
4、分析多组分气体以及光学镜片污染之间的互相干扰以及CCD积分时间等对
测量结果的影响。
5、分析最低检出限及其影响因素。
6、优化数据处理方法，将测量误差降到最低。
7、编制能实时测量气态污染物浓度的软件。
8、设计基于DOAS技术的CEMS架构。
9、研究吸收截面与温度、压力、波长变化的关系。
因为现有的光谱库大都是常
温的数据。
10、在研究同时可利用相同的试验平台研究非分散紫外法（NDUV）分析气
体浓度。
五、DOAS的后续研究
1、在研发之初，试验平台所需要的硬件系统以进口设备为主，当达到目的后为
了进一步降低成本就可以启动对光谱仪的研发。
2、研究DOAS分析仪和光谱仪在其他领域的应用。
六、后记
本人从事CEMS相关工作多年，并无对DOAS实质上的研究，只是个人感觉此方法或许是CEMS的一个方向，所以一直比较关注。
编写此文的意图也只是为了表达本人对参与DOAS研究的渴望。
由于水平和时间限制，本文肯
定有错误或贻笑大方，但也没有完全写出我对DOAS的认识。
为了更详细的阐述DOAS的工作原理本该配更多的图表进行说明，但我手中的资料图表均为他人的实验成果，在研究时也发现不少矛盾和不解之处，所以并没有贸然借用。
希望以后有机会通过自己的实验得到。
安宇涛
2009-3-1。