1        概述 

EF-2000烟气分析仪（OEM）是针对国内外环保、工业控制现场在线气体分析自主研发的气体分析仪产品。该分析仪基于紫外吸收光谱技术和化学计量学算法，能够测量SO₂、NOx、O₂、NH₃、Cl₂、O₃、H₂S、HCL等气体的浓度，具有测量高、可靠性高、响应时间快、适用范围广等特点，各项指标达到或超过国内外同类产品，可广泛应用于环保在线监测、工业控制、安全监测等场合。 

EF-2000烟气分析仪

2        技术原理

2.1        紫外吸收光谱

电磁辐射（光）与原子和分子之间的相互作用是光谱检测技术的基础，目前已经发展出红外吸收光谱、近红外吸收光谱、紫外吸收光谱、原子发射光谱、原子吸收光谱、质谱、X射线荧光光谱等检测技术。

紫外吸收光谱检测技术的基础是，紫外光与分子相互作用时被分子吸收导致光能的变化，由于不同分子内部电子能级的跃迁能量和几率的不同，使得不同分子具有特征吸收光谱，可见，紫外吸收光谱是分子在紫外波段吸收能力的定量描述。通常用吸收截面来描述单位分子的紫外吸收光谱：

典型气体吸收截面

通过吸收光谱可分析分子浓度，其测量原理就是Beer-Lambert定律：

I(λ) = I₀(λ) exp( - L *s(λ) * X)

式中，I₀(λ)表示波长为λ的光的入射光强，I(λ)表示紫外光穿过浓度为X和光程为L的待测气体后的光强，s(λ)为气体的吸收截面，L *s(λ) * X称为光学密度。

2.2        DOAS技术

DOAS（差分吸收光谱）是一种利用气体分子的吸收光谱高计算气体浓度的技术，由德国Heidelberg大学环境物理研究所的Ulrich Platt教授首先提出。

DOAS技术的基本原理是利用待测分子的窄带吸收特性来鉴别分子，并根据窄带吸收强度反演出分子的浓度。将分子的吸收截面看成是两部分的叠加，其一是随波长缓慢变化的部分，构成光谱的宽带结构，其二是随波长快速变化的部分，构成光谱的窄带精细结构，如下式：

si (λ)＝si 0 (λ)＋si r(λ)

其中si (λ)是分子的吸收截面，si 0 (λ)是吸收截面随波长缓慢变化的部分，si r (λ)是吸收截面随波长急剧变化的部分。DOAS方法的原理就是在吸收光谱中剔除光强随波长缓慢变化的部分，而只留下随波长快速变化的部分，然后用快速变化部分去反演气体的浓度，从而可以避免因为光源温漂或衰减、粉尘干扰、其他气体干扰等因素引起的测量值波动和漂移。

2.3        光学技术平台

分析仪采用如下光学技术平台来获得紫外吸收光谱，该技术平台由光源、气体室、光纤和光谱仪（含光阑、全息光栅、线阵检测器）等光学组件构成，如图：

光源发出的紫外可见光经光学视窗进入气体室，被流经气体室的被测样气所吸收，携带被测样气吸收信息的光经透镜汇聚后耦入光纤，经光纤传输送入光谱仪进行分光、采样，得到气体的吸收光谱。

通过对光谱进行分析，可以分析出气体中相关组分的浓度。