非分散红外吸收光谱法空气痕量污染气体监测浓度算法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第35卷第2期光电工程Vol。35，No。22008年2月Opto-ElectronicEngineeringFeb，2008文章编号：1003—501x(2008)02—0114—04非分散红外吸收光谱法空气痕量污染气体监测浓度算法陈晓宁，刘建国，司福祺，刘文清(1．中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室，合肥23003l；2．安徽省环境光学监测技术重点实验室，合肥230031)摘要：针对城市痕量污染气体检测中，所测气体浓度低、吸收弱，采用两点标定和高浓度标气定标造

2、成吸收曲线误差增大的问题，本文提出了采用低浓度标气、多点定标的方法来获得吸收曲线的方法来建立吸收方程该方法是基于比尔一朗伯吸收定律的吸收方程，当测量气体浓度较低时，其浓度和吸光度呈线性关系来完成。采用低浓度标气、多点定标两种方法的结合，来获得测量气体的吸收曲线。试验结果表明，有很高的测量精度。关键词：非分散红外；线性吸收；低浓度；多点定标中图分类号：X83l文献标志~i-B：AConcentrationAlgorithmofAmbientTrace-GasMonitoringwithNDIRAbsorptionSpectroscop

3、yCHENXiao-ning，LIUJian-guo，SIFu-qi，LIUWen-qing(1．KeyLaboratoryofEnvironmentalOpticsandTechnology，AnhuiInstituteofOpticsandFineMechanics，ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China；2．KeyLaboratoryofOpticalMonitoringTechnologp，forEnvironment,Hefei230031，China)Abstract"Non

4、-dispersiveInfrared(NDIR)spectroscopictechniquebasedonLamber—beerlawisusedtodetecttracegasinair．IntheLamber—beerlaw,approximationabsorbanceislineartogasconcentration．SowecanmakeuseofthelowconcentrationofcalibrationgasandmultilayercalibrationcorrectiontogettheLamber-bee

5、rlawcalibration．Andquantitativeanalysisofthetracegasisperformedbythiscalibrationcurve．Thismethodavoidsexcessivecurvatureerorofhighconcentrationandtwopointcalibrationcorection．Theexperimentalresultsshowthatthemethodhasgoodprecisionforquantitativeanalysis．Keywords：non—di

6、spersiveinfra—red；linearlyabsorption；lowconcentration；multilayercalibration；gasdetection1引言目前我国的环境问题对整个国民经济、生存环境都造成了很大的影响。CO是对城市空气质量造成影响的重要污染气体，CO2、CI-I4更是对整个大气的温室效应有着重要影响，三种气体的监测结果可以反应出城市空气质量水平和整个大气的温室气体状况，因此对这三种气体的监测有着重要的现实意义。我们利用非分散红外光谱吸收法，研制了用于这些痕量气体监测的系统。非分散红外吸收光谱

7、法是一种基于气体吸收理论的方法，红外光源发出的红外辐射经过一定浓度待测气体吸收之后，与气体浓度成正比的光谱强度会发生变化，因此求出光谱光强的变化量就可以反演出待测收稿日期；2~7-4)4-11；收到修改稿日期：2oo7—11)-24基金项目；国家高技术研究发展基金资助项目(2002AA641020)作者简介；陈晓宁(1977一)，男(汉族)，安徽砀山人，博士，主要从事光电子技术及城市空气污染物检测的研究。E-mail：xnchen@aiofm．ac．ca维普资讯http://www.cqvip.com2008年2月陈晓宁等：非分散红

8、外吸收光谱法空气痕量污染气体监测浓度算法115气体的浓度。但因为这些污染气体或者温室气体在空气中含量较低，吸收较弱，因此如何提高系统的测量精度是我们需要解决的问题。我们研制的非分散红外系统，是结合气体滤波相关检测技术的一种新方法，通过