Зачем использовать метод UV-DOAS на газоанализаторах? 2025-01-02

В методе UV-DOAS световой луч от специального источника света — ксеноновой лампы высокого давления — проецируется вдоль контрольного пути. Свет от ксеноновой лампы очень интенсивный и содержит видимые, ультрафиолетовые и инфракрасные длины волн. Он улавливается приемником и передается по оптическому волокну к анализатору. Оптическое волокно позволяет размещать анализатор в другом месте, чем приемник, который иногда устанавливается в агрессивной среде.

Анализатор состоит из спектрометра с детектором света, компьютера и соответствующей управляющей электроники. Спектрометр разделяет свет на длины волн с помощью оптической решетки. Для разных типов молекул может потребоваться обнаружение различных диапазонов длин волн. Поэтому решетку можно вращать, чтобы с высокой точностью обнаруживать желаемые диапазоны длин волн.

Спектрометр лучше всего работает в ультрафиолетовом диапазоне. Поэтому метод УФ-ДОАС в основном используется для мониторинга концентраций молекул, которые проявляют поглощение в УФ-диапазоне. В этом случае также используется детектор УФ-излучения. В некоторых случаях спектрометр также хорошо работает для молекул, поглощающих в инфракрасном диапазоне. В этом случае спектрометр дополняется детектором инфракрасного излучения, и метод называется УФ/ИК-ДОАС.

ОБНАРУЖЕНИЕ СПЕКТРА, РАСЧЕТЫ. Свет, расщепленный в дифракционной решетке, преобразуется в измеренный спектр следующим образом. Узкая щель с высокой скоростью перемещается перед детектором. Во время перемещения сигнал измеряется большое количество раз. В результате получается измеренный спектр в выбранном диапазоне длин волн. Это спектральное считывание повторяется сто раз в секунду. По мере выполнения перемещения отдельные спектры суммируются с усредненным значением, ожидающим обработки.

Оценка проводится для одного диапазона длин волн за раз. Сначала измеренный спектр делится на эталонный спектр, то есть предварительно записанный спектр, свободный от поглощения. Затем результат сравнивается с одним или несколькими аналогичными предварительно записанными спектрами поглощения для соответствующих типов молекул, концентрация которых известна. Для каждого предварительно записанного спектра изменяется коэффициент амплитуды до тех пор, пока не будет найдено наилучшее соответствие измеренному спектру. Результат дает среднее значение концентрации типа(ов) молекул, которые находились в зоне мониторинга в течение времени сбора измеренного спектра.