封　沛

(重庆川仪分析仪器有限公司，重庆 400060)



紫外光谱气体分析仪性能影响因素研究

封沛

(重庆川仪分析仪器有限公司，重庆 400060)

介绍了紫外光谱气体分析仪的基本原理和结构，着重从温度对气体自身性质的影响以及对光谱仪的影响两方面出发，分析了如何消除温度对仪器测量不准确的影响，总结了今后的研发路径。

紫外光谱吸收截面温度

1　引言

国家环境保护规划提出持续加大减排力度，要求现役或新建电力燃煤机组，钢铁烧结机，石化、有色、建材等行业的工业窑炉，其他燃煤锅炉，实施低氮燃烧技术、安装脱硫脱硝设施，装置运行必须监测SO2、NO。随着脱硫、脱硝标准大幅提高，需要性能更高的监测产品。目前，国际上SO2、NO监测技术主要有非分散红外(NDIR)和紫外(UV)。但NDIR技术背景干扰大，灵敏度不高，很难满足监测新要求。本文研究的紫外光谱分析仪基于特征吸收，传感系统由光源、气室、光谱仪组成，全光谱信号采集并结合分析算法，可有效降低背景交叉干扰、光学元件稳定性影响，结构紧凑、可靠，非常适合烟气监测。

2　仪器原理

紫外光谱气体分析仪的理论基础是Lambert-Beer定律，其数学表达式是：

H(λ)=I0(λ)exp[-Lσ(λ)c]

(1)

式中I0(λ)指光源发出的初始光强，I(λ)指通过光程为L的物质后的光强，c指被测气体的浓度，σ(λ)为波长λ处的吸收截面[1]。

气体浓度可由式(2)计算：

c=ln[l0(λ)/I(λ)]/[Lσ(λ)]

(2)

在实际测量中，光程中不仅存在气体吸收光强，同时还包括瑞利散射εR(λ)和米散射εM(λ)引起的消光，因此气体吸收光强诮按照修改的Lambert-Beer定律计算：

I(λ)=I0(λ)exp{-L[∑i(σi(λ)ci)+εR(λ)+εM(λ)]}

(3)

在气体测量中,瑞利散射和米散射引起光强随波长而缓慢变化，而分子吸收引起光强随波长快速变化，用高通滤波的方法能消除缓慢变化。……