紫外荧光法SO2监测仪激发光光路的设计仿真
2021-04-10杨立洁邢鹤园王桂梅
激光技术 2021年1期
杨立洁,邢鹤园,王桂梅,郭 炜
(1.河北工程大学 机械与装备工程学院,邯郸 056038;2.中节能天融科技有限公司,北京102200)
引 言
二氧化硫(SO2)是我国规定的空气质量必须监测的污染物之一。它是最常见的硫化物,无色并带有强烈刺激性气味。大气被SO2污染后,能刺激人的双眼,损伤呼吸器官,腐蚀建筑材料和金属仪器,形成酸雨[1]。因此,《环境空气质量标准》对环境空气中的SO2作了规定的限值[2]。为了解周围环境中SO2污染情况,必须对大气中SO2质量浓度的变化情况进行连续的监测,为环境治理、环境保护决策提供可靠的依据[3]。
目前检测SO2的方法主要有分光光度法[4-5]、色谱法[6-7]、碘量法[8-9]、火焰光度法[10-11]和光谱法[12-13]。其中光谱法是通过测量SO2的特征光谱来间接测量其质量浓度的方法,又分为喇曼光谱法和紫外荧光法。喇曼光谱是指纹光谱,具有准确率高、响应快的优势,但喇曼光谱一般比较微弱,且需要使用激光器为光源,仪器成本较高,体积较大。而对于相同的物质,其荧光信号比喇曼散射信号高3个数量级以上,且造价低廉,故而紫外荧光法已被广泛地应用于SO2检测领域,现已成为我国的标准检测方法[14]。在使用该方法时,激发光的波长与强度将直接影响检测结果的精确性和稳定性,所以在检测系统中通常针对激发光源设计一光路系统,用以得到特定波长与一定强度的激发光。我国目前只有少数的城市采用了紫外荧光法监测仪,并且由于技术上差距,仪器存在稳定性差、检测精度低等问题[15]。……
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