差分吸收光谱分析仪说明书.doc

差分吸收光谱分析仪说明书.doc差分吸收光谱分析仪(DOAS)
说明书
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注明:本说明书共分为二部分:
第一部分:差分吸收光谱分析仪(DOAS)安装使用说明书
第二部分:差分吸收光谱分析仪(DOAS)软件使用说明书
第一部分
差分吸收光谱分析仪(DOAS)
安装使用说明书

珠海市中科信息技术开发有限公司
目录
一、简介 1
1、差分吸收光谱分析仪的用途 1
2、差分吸收光谱分析仪的应用范围 1
3、差分吸收光谱分析仪的特点 1
二、原理 1
1、基本原理 1
2、DOAS原理 2
3、DOAS的测量原理 2
4、差分吸收光谱分析仪的光学部分 3
5、电学部分 3
三、系统说明 4
1、望远镜 4
2、SSM301型光谱仪参数 4
3、DOAS 外界条件 4
4、角反射镜的空气条件 4
5、其他设备 4
四、系统的结构 5
1、光发射与接收系统 5
2、测量设备系统 5
五、DOAS主要单元的描述 6
1、光源 6
2、角反射镜阵列 6
3、望远镜 6
4、光谱仪 8
5、光电二极管阵列PDA 9
6、电控制单元 9
六、维护与装配 10
1、操作条件 10
2、安装与装配DOAS 11
七、光路调整及其他功能 13
1、氙灯位置 14
2、望远镜大气测量光路及光纤位置调整 14
3、 PDA位置的调整 16
八、操作过程 17
九、注意事项及保养 17
十、存储和运输的守则 18
十一、设备清单 18
差分吸收光谱分析仪(DOAS)是用于监测大气中痕量气体成分的专用仪器,采用国家环保总局认可和美国环境保护署(USEPA)推荐的方法,利用光学差分吸收光谱技术研制而成。与传统的点式仪器相比,可明显减少系统的维护量、降低运行成本,并且可以同时监测多种气体。其性能可与相应的进口仪器相媲美。其部件国产化高,维修方便,大大降低了成本。
非常感谢您使用我们的产品。为了确保您的仪器处于良好的工作状态,我们建议您在操作之前抽点时间仔细阅读一下本手册。请您妥善保管本手册以备将来查用。
一、简介
1、差分吸收光谱分析仪的用途
差分吸收光谱分析仪主要用于大气中痕量气体成分的监测。系统通过记录大气中痕量成分对紫外-可见光辐射的特征吸收来实现定性和定量测量。
2、差分吸收光谱分析仪的应用范围
监测城市、高速公路、水泥厂、化肥厂、硫酸厂、木材加工厂、煅烧厂、烟囱等地的污染气体并确定污染气体从污染区到居民区的转移情况。
3、差分吸收光谱分析仪的特点
系统能够监测空气中的痕量污染气体成分—SO2、O3、NO2、HCHO和芳香烃等,可实时、在线进行多组分气体的同时测量,可对测量的数据进行离线分析,实现了无人监控的连续监测,系统还提供多种方式对监测记录进行查询。
二、原理
1、基本原理
差分吸收光谱分析仪基于差分吸收光谱DOAS技术,由于气体分子具有各自的特征吸收截面,通过研究气体对光辐射的特征吸收可以确定其浓度。气体在大气中的吸收服从比尔定律:
其中是光源发出的起始光强,是经过L距离传输后的光强, 是气体的吸收截面,C测量气体的浓度。可以从已知的文献中查到,这样C就可以从实验中测量并计算:
2、DOAS原理
差分吸收光谱分析仪是远程传感设备,测量的是一段光程(200~1000m)下污染气体成分的平均浓度。由于各种大气气体分子对光辐射具有不同的“指纹”吸收,使其光谱的强度和结构都会发生相应的改变。根据这些特征吸收的结构和幅度大小可以实现定性和定量测量。
气体的吸收截面如图1所示,据此我们选取一些波段(如表1)对其进行测量便可得到浓度,这些波段主要在紫外,我们选取以表1的波长为中心波长的一定波长范围(由测量的波长定标决定)的光谱测量并分析以得到气体的浓度,而且可以根据新的吸收截面添加到软件的数据库里便可测量新的气体浓度。
表1:气体测量的参考波长
主要气体
参考波长(nm)
二氧化硫
SO2
305
臭氧
O3
285
二氧化氮
NO2
345
图1气体吸收截面图
3、DOAS的测量原理
光源(氙灯)发出的光,通过卡塞格伦望远镜系统准直传输到大气路径,一部分光被安放在路径另一端的角反射镜反射回来,被望远镜接收聚焦在光纤的入射端面。光纤把光导入光谱仪,经光谱仪分光,出射约为66
nm的谱宽。光谱被探测器——光电二极管阵