朱 弘

(公安部第三研究所,上海 200031)

多年来，快速探测空气中微量的违禁品气体成分是各国安防领域争相研究的重要课题，到目前已经开发了多种探测技术，例如离子迁移谱和质谱、气相色谱、紫外可见光红外吸收谱、聚合物荧光猝灭与金属氧化物声表面波等气体传感器，这些技术在安防领域发挥了重要作用。但是许多场合要求对有害气体进行区域警戒和远程探测，如果把高成本的点探测器组网应用到实际中将会花费巨大。

为了提高毒气侦测效率、减少死角和降低系统成本，笔者提出长光程的气体吸收光谱毒气探测技术研究和创新应用。该技术适用于地铁和地下长廊对毒气的安防警戒。

1 气体的差分吸收光谱分析原理

光的粒子性使光子射到物质上会产生透反射和散射，稀薄的气体阻挡不了光的透过，但光子的振动模式在遇到气体分子时，气体分子的内部特定结构会阻碍一些特定波长的光穿过，而其它波长的光能穿过此气体分子一路前进，透过的光谱出现一组吸收峰，形成吸收光谱。分子内的电子、官能团结构与不同光子形成对应关系，相遇引起结构内的能量转换吸收一系列特定波长光子，而官能团与键振动和转动的能量释放，产生散射光谱。每种分子都有对应的吸收光谱和散射光谱。

在紫外段，由于电子跃迁的大能量转换造成强烈的紫外光吸收，类型有不饱和基团的跃迁电子吸收光谱，即π电子的π→π*跃迁，产生最大吸收峰位于200 nm左右，摩尔吸光系数达5 000以上；……