三、技術原理  

 i.紫外吸收光譜

    電磁輻射（光）與原子和分子之間的相互作用是光譜檢測技術的基礎， 目前已經發展出中紅外吸收光譜、近紅外吸收光譜、紫外/可見吸收光譜、紫外熒光光譜、原子發射光譜、原子吸收光譜、原子熒光光譜、X射線熒光光譜等檢測技術。紫外吸收光譜檢測技術的基礎是，紫外光與分子相互作用時被分子吸收導致光能的變化，由于不同分子內部電子能級的躍遷能量和幾率的不同，使得不同分子具有特征吸收光譜，可見，紫外吸收光譜是分子在紫外波段吸收能力的定量描述。通常用吸收截面來描述單位分子的紫外吸收光譜：

典型氣體吸收截面通過吸收光譜可分析分子濃度，其測量原理就是Beer-Lambert定律：

I(λ) =I0 (λ) exp(-L*s(λ) *X)

式中，I0(λ)表示波長為λ的光的入射光強，I(λ)表示紫外光穿過濃度為X和光程為L的待測氣體后的光強，s(λ)為氣體的吸收截面，L*s(λ) *X稱為光學密度。 

ii.DOAS技術

    DOAS（差分吸收光譜）是一種利用氣體分子的吸收光譜高精度計算氣體濃度的技術，由德國Heidelberg大學環境物理研究所的Ulrich Platt教授首先提出。

DOAS技術的基本原理是利用待測分子的窄帶吸收特性來鑒別分子，并根據窄帶吸收強度反演出分子的濃度。將分子的吸收截面看成是兩部分的疊加，其一是隨波長緩慢變化的部分，構成光譜的寬帶結構，其二是隨波長快速變化的部分，構成光譜的窄帶精細結構， 

如下式：

?(λ)＝?0 (λ)＋?r(λ)

其中?(λ)是分子的吸收截面，?0(λ)是吸收截面隨波長緩慢變化的部分，?r (λ)是吸收截面隨波長急劇變化的部分。

    DOAS方法的原理就是在吸收光譜中剔除光強隨波長緩慢變化的部分，而只留下隨波長快速變化的部分，然后用快速變化部分去反演氣體的濃度，從而可以避免因為光源溫漂或衰減、粉塵干擾、其他氣體干擾等因素引起的測量值波動和漂移。 

iii.光學技術平臺 

    分析儀采用如下光學技術平臺來獲得紫外吸收光譜，該技術平臺由光源、氣體室、光纖和光譜儀（含光闌、全息光柵、線陣檢測器）等光學組件構成，如圖：

    光源發出的紫外可見光經光學視窗進入氣體室，被流經氣體室的被測樣氣所吸收，攜帶被測樣氣吸收信息的光經透鏡匯聚后耦入光纖，經光纖傳輸送入光譜儀進行分光、采樣，得到氣體的吸收光譜。

    通過對光譜進行分析，可以分析出氣體中相關組分的濃度。 

四、分析儀簡介  

    儀器構成model3750煙氣分析儀由光源、氣體室、光譜儀、HMI模塊、接口板、氧傳感器模塊（或氧化鋯模塊）、溫度傳感器等部件以及擴展模塊（CO檢測、CO2檢測）組成：

 其中：

光源：可產生檢測需要的190-500nm紫外光。其關鍵參數為光源壽命和可用紫外光波長范圍，分析儀采用高性能、長壽命紫外脈沖氙燈；

氣體室：也稱流通池，被測氣體將恒定的流量流過，吸收紫外光，以便獲取吸收光譜。其關鍵參數為光程和耐腐蝕能力；

光譜儀：接收來自氣體室的氣體吸收后的紫外光，實現分光及光譜采集。關鍵參數為靈敏度（特別是紫外波段）、分辨率和溫漂；

氧傳感器：采用電化學手段，測量氧氣濃度；

溫度傳感器：采集樣氣的溫度和壓力，用于將測量成分濃度轉化為標態下的濃度；

HMI模塊：實現通過吸收光譜計算成分濃度的化學計量學算法，以及人機交互；

接口板：提供開關量、模擬量輸入輸出，提供RS232、485等通訊接口。