專利名稱：基于差分吸收光譜的氣體組分濃度反演算測定方法
技術領域：
本發明涉及一種吸收譜線有重疊的氣體組分濃度的測定方法。
背景技術：
20世紀80年代，Platt等將差分吸收光譜技術(DOAS)推廣應用于對流層大氣研究中。從此，DOAS技術得到了迅猛發展，諸多研究機構根據自己的研究特點，應用DOAS技術設計儀器。這些應用包括空氣污染監測、火山氣體分析大氣對流層，平流層氣體成分監測寸。到了 80年代末，DOAS技術作為氣體檢測手段被廣泛認可，OPSIS公司確定了 DOAS 系統的基本結構，其他公司也紛紛推出自己的商業性DOAS系統，并且在結構、硬件、軟件算法上提出了很多改進思路。1990年，Axelson等首先采用卡塞格林望遠鏡結構簡化了裝置。 1992年，John M.C等采用光電二極管陣列(PDA)代替光電倍增管(PMT)，快速采集光譜數據，并實現了測量的自動化。1995年，Theo Brauers等改進了 PDA探測器哦帶來的像元間差別對測量結果的影響。1996年，Stutz等對濃度反演方法進行改進，為了消除光譜平移、 拉伸和壓縮對測量的影響，采用最小二乘與非線性的Levenberg-Marquardt方法，代替前人純線性的算法，提高了測量結果的準確性。2000年，Ahilleas等提出針對高精細光譜的濃度反演法。不同結構，不同探測器，不同算法的提出和應用推動了 DOAS技術的發展。目前，DOAS系統的研究主要集中在瑞典(OPSIS AB公司的0PSIS_D0AS系統)、德國(Heidelberg大學和Hoffmann公司開發的HMT DOAS系統)、美國(熱環境研究所的 D0AS2000系統)、法國(Environment SA開發的DOAS系統)和俄羅斯(Eridan-1科技中心開發的DOAS 4R)等國。DOAS技術正是基于不同氣體對光有不同的吸收光譜，稱為氣體對光的“指紋”吸收特性，辨別不同的物質，測定他們的濃度。在大氣研究中，如
圖1所示，光源發出的光束經過一定光程的衰減，原則上可以有得出衰減后的光強，但在實際測量中式忽略了很
多其他消光因素的存在，包括氣體分子的瑞利散射(5_(々)，氣溶膠米氏散射(知⑶)和
大氣擾動穴刃等因素，采用修正的朗伯-比爾定律寫為
權利要求
1.基于差分吸收光譜的氣體組分濃度反演算測定方法，其特征在于該方法包括以下的步驟1)光源發出光強為/。(匆的入射光，經過氣體吸收和煙塵顆粒散射，氣體擾動后到達探測端光強根據朗伯-比爾定律有
2.根據權利要求1所述的基于差分吸收光譜的氣體組分濃度反演算測定方法，其特征在于最小二乘法求解假設一條譜線中包括了 η種氣體的吸收，在所研究的光譜上通常會取m,個采樣點，m>n,這樣方程組
全文摘要
本發明涉及一種吸收譜線有重疊的氣體組分濃度的測定方法。基于差分吸收光譜的氣體組分濃度反演算測定方法，該方法建立了數學模型，利用最小二乘法求解，可實時記錄煙氣中各種污染物的含量，并對未知成分的氣體進行判斷。同時，本發明針對影響差分吸收光譜技術(DOAS)精度的主要因素提出了解決方案，可以有效地減小譜線偏移帶來的分析誤差，解決了吸收譜線有重疊的氣體組分濃度的測定的精度問題。
文檔編號G01N21/31GK102435567SQ20111037276
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月22日 優先權日2011年11月22日
發明者徐雷, 朱堅磊, 邵樂驥, 陳科, 項震, 龔真 申請人:杭州微蘭科技有限公司