吸收光譜測(cè)量基本原理.doc

吸收光譜簡(jiǎn)介純白光為一連續(xù)的從紅色到紫色的光譜，但當(dāng)白光穿過(guò)一個(gè)有色寶石，一定顏色或波長(zhǎng)可被寶石所吸收，這導(dǎo)致該白光光譜中有一處或幾處間斷，這些間斷以暗線或暗帶形式出現(xiàn)。許多寶石顯示出在可見(jiàn)光譜中吸收帶或線的特征樣式，其完整的樣式被稱(chēng)為吸收光譜。吸收光譜 處于基態(tài)和低激發(fā)態(tài)的原子或分子吸收具有連續(xù)分布的某些波長(zhǎng)的光而躍遷到各激發(fā)態(tài)，形成了按波長(zhǎng)排列的暗線或暗帶組成的光譜。 吸收光譜是溫度很高的光源發(fā)出來(lái)的白光，通過(guò)溫度較低的蒸汽或氣體后產(chǎn)生的，如讓高溫光源發(fā)出的白光，通過(guò)溫度較低的鈉的蒸汽就能生成鈉的吸收光譜。這個(gè)光譜背景是明亮的連續(xù)光譜。而在鈉的標(biāo)識(shí)譜線的位置上出現(xiàn)了暗線。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)觀察總結(jié)出一條規(guī)律，即每一種元素的吸收光譜里暗線的位置跟他們明線光譜的位置是互相重合的。也就是每種元素所發(fā)射的光的頻率跟它所吸收的光頻率是相同的。 太陽(yáng)光譜是一種吸收光譜，是因?yàn)樘?yáng)發(fā)出的光穿過(guò)溫度比太陽(yáng)本身低得多的太陽(yáng)大氣層，而在這大氣層里存在著從太陽(yáng)里蒸發(fā)出來(lái)的許多元素的氣體，太陽(yáng)光穿過(guò)它們的時(shí)候跟這些元素的標(biāo)識(shí)譜線相同的光都被這些氣體吸收掉了。因此我們看到的太陽(yáng)光譜是在連續(xù)光譜的背景上分布著許多條暗線。這些暗線是德國(guó)物理學(xué)家夫瑯和費(fèi)首先發(fā)現(xiàn)的稱(chēng)為夫瑯和費(fèi)線。 吸收光譜高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的一切波長(zhǎng)的光）通過(guò)物質(zhì)時(shí)，某些波長(zhǎng)的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜。例如，讓弧光燈發(fā)出的白光通過(guò)溫度較低的鈉氣（在酒精燈的燈心上放一些食鹽，食鹽受熱分解就會(huì)產(chǎn)生鈉氣），然后用分光鏡來(lái)觀察，就會(huì)看到在連續(xù)光譜的背景中有兩條挨得很近的暗線（見(jiàn)彩圖8分光鏡的分辨本領(lǐng)不夠高時(shí)，只能看見(jiàn)一條暗線）這就是鈉原子的吸收光譜值得注意的是，各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的發(fā)射光譜中的一條明線相對(duì)應(yīng)這表明，低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時(shí)發(fā)出的光因此，吸收光譜中的譜線（暗線），也是原子的特征譜線，只是通常在吸收光譜中看到的特征譜線比明線光譜中的少光譜分析光譜分析由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來(lái)鑒別物質(zhì)和確定它的化學(xué)組成這種方法叫做光譜分析做光譜分析時(shí)，可以利用發(fā)射光譜，也可以利用吸收光譜這種方法的優(yōu)點(diǎn)是非常靈敏而且迅速某種元素在物質(zhì)中的含量達(dá)10-10克，就可以從光譜中發(fā)現(xiàn)它的特征譜線，因而能夠把它檢查出來(lái)光譜分析在科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用例如，在檢查半導(dǎo)體材料硅和鍺是不是達(dá)到了高純度的要求時(shí)，就要用到光譜分析在歷史上，光譜分析還幫助人們發(fā)現(xiàn)了許多新元素例如，銣和銫就是從光譜中看到了以前所不知道的特征譜線而被發(fā)現(xiàn)的光譜分析對(duì)于研究天體的化學(xué)組成也很有用十九世紀(jì)初，在研究太陽(yáng)光譜時(shí)，發(fā)現(xiàn)它的連續(xù)光譜中有許多暗線（參看彩圖9，其中只有一些主要暗線）最初不知道這些暗線是怎樣形成的，后來(lái)人們了解了吸收光譜的成因，才知道這是太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)出的強(qiáng)光經(jīng)過(guò)溫度比較低的太陽(yáng)大氣層時(shí)產(chǎn)生的吸收光譜仔細(xì)分析這些暗線，把它跟各種原子的特征譜線對(duì)照，人們就知道了太陽(yáng)大氣層中含有氫、氦、氮、碳、氧、鐵、鎂、硅、鈣、鈉等幾十種元素吸收光譜分類(lèi)原子吸收光譜技術(shù)參數(shù) l 波長(zhǎng)范圍: 189900nm主要特點(diǎn) 1. 狹縫:狹縫的寬度自動(dòng)選擇，狹縫的高度自動(dòng)選擇。 2. 檢測(cè)器:全譜高靈敏度陣列式多象素點(diǎn)CCD固態(tài)檢測(cè)器，含有內(nèi)置式低噪聲CMOS電荷放大器陣列。樣品光束和參比光束同時(shí)檢測(cè)。 3. 燈選擇:內(nèi)置兩種燈電源，可連接空心陰極燈和無(wú)極放電燈；通過(guò)WinLab32軟件由計(jì)算機(jī)控制燈的選擇和自動(dòng)準(zhǔn)直，可自動(dòng)識(shí)別燈名稱(chēng)和設(shè)定燈電流推薦值。 燃燒系統(tǒng)：可調(diào)式通用型霧化器，高強(qiáng)度惰性材料預(yù)混室，全鈦燃燒頭。 排液系統(tǒng)：排液系統(tǒng)前置以利于隨時(shí)檢測(cè) 4. 火焰進(jìn)樣系統(tǒng):火焰系統(tǒng)具有懸浮液直接進(jìn)樣功能，可以直接分析懸浮奶粉等，并有實(shí)際應(yīng)用。 5. 石墨爐: 內(nèi)、外氣流由計(jì)算機(jī)分別單獨(dú)控制。管外的保護(hù)氣流防止石墨管被外部空氣氧化。從而延長(zhǎng)管子壽命，內(nèi)部氣流則將干燥和灰化步驟氣化的基體成份清出管外。石墨爐的開(kāi)、閉為計(jì)算機(jī)氣動(dòng)控制以便于石墨管的更換。 6. 電源:石墨爐電源內(nèi)置，整個(gè)儀器為一個(gè)整體。 溫度控制 紅外探頭石墨管溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有電壓補(bǔ)償和石墨管電阻變化補(bǔ)償功能。 7. 石墨管:標(biāo)準(zhǔn)配置為一體化平臺(tái)（STPF）熱解涂層石墨管 8. 石墨爐進(jìn)樣系統(tǒng):石墨爐進(jìn)樣系統(tǒng)具有懸浮液直接進(jìn)樣功能，可以直接分析果酒、果汁、食用植物油、懸浮奶粉等，并有實(shí)際應(yīng)用。 9. 聯(lián)用:無(wú)論火焰還是石墨爐，均具有與FIAS、FIMS、氣相色譜（GC）、液相色譜（HPLC）、熱分析（TA）等儀器聯(lián)用的功能和接口。FIAS與紫外聯(lián)用，具有亞硝酸根、氨基酸的分析功能。具有間接法分析硫酸根、磷酸根、氯離子的能力。分子吸收光譜一. 分子吸收光譜的產(chǎn)生 （一）分子能級(jí)與電磁波譜 分子中包含有 原子和電子，分子、原子、電子都是運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)，都具有能量，且 都是量子化的。在一定的條件下，分子處于一定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物質(zhì)分子內(nèi)部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有三種形式： 電子運(yùn)動(dòng)：電子繞原子核作相對(duì)運(yùn)動(dòng)； 原子運(yùn)動(dòng)：分子中原子或原子團(tuán)在其平衡位置上作相對(duì)振動(dòng)； 分子轉(zhuǎn)動(dòng)：整個(gè)分子繞其重心作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 所以：分子的能量總和為 E分子 = Ee +Ev +Ej + (E0 +E平) (3) 分子中各種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都具有一定的能級(jí)。三種能級(jí)：電子能級(jí) E（基態(tài) E1 與激發(fā)態(tài) E2） 振動(dòng)能級(jí) V= 0，1，2，3 轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí) J = 0，1，2，3 當(dāng)分子吸收一個(gè)具有一定能量的光量子時(shí)，就有較低的能級(jí)基態(tài)能級(jí) E1 躍遷到較高的能級(jí)及激發(fā)態(tài)能級(jí) E2 ，被吸收光子的能量必須與分子躍遷前后的能量差E 恰好相等，否則不能被吸收。 圖1 雙原子分子的三種能級(jí)躍遷示意圖 對(duì)多數(shù)分子 對(duì)應(yīng)光子波長(zhǎng) 光 譜E 約為120eV 1.25 0.06 紫外、可見(jiàn)區(qū)(電子) E 約為0.51eV 25 1.25 (中)紅外區(qū) (振動(dòng)) E約為10-40.05eV 1.25cm 25 （遠(yuǎn)）紅外區(qū)(轉(zhuǎn)動(dòng))分子的能級(jí)躍遷是分子總能量的改變。當(dāng)發(fā)生電子能級(jí)躍遷時(shí)，則同時(shí)伴隨有振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的改變，即 “電子光譜”均改變。 因此，分子的“電子光譜” 是由許多線光譜聚集在一起的帶光譜組成的譜帶，稱(chēng)為“帶狀光譜”。 由于各種物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)不同 ® 對(duì)不同能量的光子有選擇性吸收 ® 吸收光子后產(chǎn)生的吸收光譜不同 ® 利用物質(zhì)的光譜進(jìn)行物質(zhì)分析的依據(jù)。 二. 紫外-可見(jiàn)吸收光譜與有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 （一）電子躍遷的類(lèi)型 許多有機(jī)化合物能吸收紫外-可見(jiàn)光輻射。有機(jī)化合物的紫外-可見(jiàn)吸收光譜主要是由分子中價(jià)電子的躍遷而產(chǎn)生的。 分子中的價(jià)電子有： 成 鍵 電 子： s 電子、p 電子（軌道上能量低） 未成鍵電子： n 電子（ 軌道上能量較低） 這三類(lèi)電子都可能吸收一定的能量躍遷到能級(jí)較高的反鍵軌道上去，見(jiàn) 圖-3： 圖2 分子中價(jià)電子躍遷示意圖 1. s - s* 躍遷 s-s*的能量差大®所需能量高®吸收峰在遠(yuǎn)紫外 (l150nm) 飽和烴只有s 、s* 軌道，只能產(chǎn)生s - s*躍遷，例如： 甲烷 吸收峰在 125nm；乙烷 吸收峰在 135nm ( 150nm ) ( 因空氣中O2對(duì) 150nm輻射有吸收，定量分析時(shí)要求實(shí)驗(yàn)室有真空條件，要求一般難達(dá)到） 2. p-p* 躍遷 p-p*能量差較小®所需能量較低®吸收峰紫外區(qū) (l200nm左右) 不飽和烴類(lèi)分子中有p電子，也有p* 軌道，能產(chǎn)生p-p*躍遷：CH2=CH2 ,吸收峰 165nm。（吸收系數(shù) e 大，吸收強(qiáng)度大，屬于強(qiáng)吸收） 3. n- s*躍遷 n- s* 能量較低 ® 收峰紫外區(qū) (l 200nm左右) （與p-p*接近） 含有雜原子團(tuán)如：-OH，-NH2 ，-X，-S 等的有機(jī)物分子中除能產(chǎn)生 s-s* 躍遷外，同時(shí)能產(chǎn)生n- s *躍遷，例如：三甲基胺 (CH3)3N- 的 n- s* 吸收峰在 227 nm， e 約為900 L/molcm ，屬于中強(qiáng)吸收。 4. n- p*躍遷 n- p*能量低 ® 吸收峰 在 近紫外、可見(jiàn)區(qū) (l 200 700nm)含有雜原子的不飽和基團(tuán)，如 -C=O，-CºN 等，例如： 丙酮： n- p*躍遷， lmax 280nm左右（同時(shí)也可產(chǎn)生p-p*躍遷），屬于弱吸收， e n- s* ³ p-p* n- p* 紫外-可見(jiàn)吸收光譜法在有機(jī)化合物中應(yīng)用主要以：p-p* 、n- p* 為基礎(chǔ)。 （二）吸收峰的長(zhǎng)移和短移 長(zhǎng)移：吸收峰向長(zhǎng) 移動(dòng)的現(xiàn)象，又稱(chēng) 紅移； 短移：吸收峰向短移動(dòng)的現(xiàn)象，又稱(chēng) 紫移； 增強(qiáng)效應(yīng)：吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的現(xiàn)象； 減弱效應(yīng)：吸收強(qiáng)度減弱的現(xiàn)象。 （三）發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán) p-p* 、n- p*躍遷都需要有不飽和的官能團(tuán)以提供 p 軌道，因此，軌道的存在是有機(jī)化合物在紫外-可見(jiàn)區(qū)產(chǎn)生吸收的前提條件。 1.發(fā)色團(tuán)：具有 p 軌道的不飽和官能團(tuán)稱(chēng)為發(fā)色團(tuán)。 主要有： -C=O，-N=N-， -N=O， -CºC- 等。 但是，只有簡(jiǎn)單雙鍵的化合物生色作用很有限，其有時(shí)可能仍在遠(yuǎn)紫外區(qū)，若分子中具有單雙鍵交替的 “共軛大p鍵” （離域鍵）時(shí)， 如： 丁二稀 CH2=CHCH=CH2 由于大p鍵中的電子在整個(gè)分子平面上運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)性增加，使 p與 p* 間的能量差減小，使 p- p* 吸收峰長(zhǎng)移，生色作用大大增強(qiáng)。 2. 助色團(tuán) 本身不“生色”，但能使生色團(tuán)生色效應(yīng)增強(qiáng)的官能團(tuán) 稱(chēng)為助色團(tuán) 主要有： OH、 NH2、 SH、 Cl、 Br 等 （具有未成鍵電子軌道 n 的飽和官能團(tuán)） 當(dāng)這些基團(tuán)單獨(dú)存在時(shí)一般不吸收紫外-可見(jiàn)區(qū)的光輻射。但當(dāng)它們與具有軌道的生色基團(tuán)相結(jié)合時(shí)，將使生色團(tuán)的吸收波長(zhǎng)長(zhǎng)移（紅移）， 且 使吸收強(qiáng)度增強(qiáng)。 （助色團(tuán)至少要有一對(duì)與生色團(tuán) p 電子作用的孤對(duì)電子） 紫外吸收光譜一、紫外吸收光譜的產(chǎn)生 吸光物質(zhì)分子吸收特定能量（波長(zhǎng)）的電磁波（紫外光）產(chǎn)生分子的電子能級(jí)躍遷。 二、電子躍遷類(lèi)型 1. 分子軌道 有機(jī)分子中常見(jiàn)的分子軌道： 軌道、軌道和非鍵軌道 (未共用電子對(duì)n) 分子軌道圖： 2. 電子躍遷（transition）類(lèi)型 （1）*躍遷： 由飽和鍵產(chǎn)生，能級(jí)差大，吸收光波波長(zhǎng)短，吸收峰多處于真空紫外區(qū)。 （2）n *躍遷： 含N, O, S, X的化合物中，吸收帶較弱。 CH3OH CH3Cl CH3Br CH3I max 177 173 202 257 max 200 264 378 900 （3） *躍遷： 不飽和化合物，尤其是存在共軛體系的化合物。 max較大，max較大。 （4） n *躍遷： 含鍵和 n 電子的體系。 max較大，max較小。 能級(jí)躍遷圖： 三、吸收帶（bands） 1 4 3. B吸收帶（Benzenoid）：苯環(huán)*躍遷產(chǎn)生，230-270nm，中心在254nm處，寬而弱，有精細(xì)結(jié)構(gòu)，是苯環(huán)的特征吸收 4. E吸收帶（Ethylenic）：芳環(huán)中碳碳雙鍵*躍遷產(chǎn)生，在184(E1)和203(E2)nm處。 四、有關(guān)術(shù)語(yǔ) 1. 發(fā)色團(tuán)（chromophore） C=C、C=O、COOH、COOR、NO2、N=N、芳基等含有p電子的基團(tuán)。 2. 助色團(tuán)（auxochrome） OH、OR、X、NH2、NO2、SH等含有n電子的基團(tuán)，與發(fā)色團(tuán)相連可使最大吸收波長(zhǎng)紅移。 3. 紅移（red shift or bathochromic shift） 最大吸收波長(zhǎng)向長(zhǎng)波移動(dòng)。 4. 蘭移（blue shift or hypsochromic shift） 最大吸收波長(zhǎng)向短波移動(dòng)。 5.增色效應(yīng)：使吸收帶的吸收強(qiáng)度增加的效應(yīng) 6.減色效應(yīng)：使吸收帶的吸收強(qiáng)度降低的效應(yīng) 常見(jiàn)生色團(tuán)和助色團(tuán) 影響紫外吸收光譜的因素 躍遷的類(lèi)型 發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)的影響 樣品溶液濃度的影響 共軛體系的形成使吸收紅移 空間效應(yīng)：空間位阻， 外部因素：溶劑效應(yīng) ，PH值影響 半導(dǎo)體激光光譜吸收技術(shù)基本原理半導(dǎo)體激光光譜吸收技術(shù)(diodelaser absorptionspectroscopy,DLAS)最早于20世紀(jì)70年代提出。初期的DLAS技術(shù)只是一種實(shí)驗(yàn)室研究用技術(shù)，隨著半導(dǎo)體激光技術(shù)在20世紀(jì)80年代的迅速發(fā)展，DLAS技術(shù)開(kāi)始被推廣應(yīng)用于大氣研究、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療診斷和航空航天等領(lǐng)域。特別是20世紀(jì)90年代以來(lái)，基于DLAS技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)在線分析儀表已逐漸發(fā)展成為熟，與非色散紅外、電化學(xué)、色譜等傳統(tǒng)工業(yè)過(guò)程分析儀表相比，具有可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)量、無(wú)需采樣和預(yù)處理系統(tǒng)、測(cè)量準(zhǔn)確、響應(yīng)迅速、維護(hù)工作量小等顯著優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)過(guò)程分析和污染源監(jiān)測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。1.朗伯-比爾定律DLAS技術(shù)本質(zhì)上是一種光譜吸收技術(shù)，通過(guò)分析激光被氣體的選擇性吸收來(lái)獲得氣體的濃度。它與傳統(tǒng)紅外光譜吸收技術(shù)的不同之處在于，半導(dǎo)體激光光譜寬度遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬。因此，DLAS技術(shù)是一種高分辨率的光譜吸收技術(shù)，半導(dǎo)體激光穿過(guò)被測(cè)氣體的光強(qiáng)衰減可用朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律表述式中，IV,0 和IV分別表示頻率V的激光入射時(shí)和經(jīng)過(guò)壓力P，濃度X和光程L的氣體后的光強(qiáng);S(T)表示氣體吸收譜線的強(qiáng)度;線性函數(shù)g(v-v0)表征該吸收譜線的形狀。通常情況下氣體的吸收較小，可用式(4-2)來(lái)近似表達(dá)氣體的吸收。這些關(guān)系式表明氣體濃度越高，對(duì)光的衰減也越大。因此，可通過(guò)測(cè)量氣體對(duì)激光的衰減來(lái)測(cè)量氣體的濃度。2.光譜線的線強(qiáng)氣體分子的吸收總是和分子內(nèi)部從低能態(tài)到高能態(tài)的能級(jí)躍遷相聯(lián)系的。線強(qiáng)S(T)反映了躍遷過(guò)程中受激吸收、受激輻射和自發(fā)輻射之間強(qiáng)度的凈效果，是吸收光譜譜線最基本的屬性，由能級(jí)間躍遷概率經(jīng)及處于上下能級(jí)的分子數(shù)目決定。分子在不同能級(jí)之間的分布受溫度的影響，因此光譜線的線強(qiáng)也與溫度相關(guān)。如果知道參考線強(qiáng)S(T0)，其他溫度下的線強(qiáng)可以由下式求出式中，Q(T)為分子的配分函數(shù);h為普朗克常數(shù);c為光速;k為波爾茲曼常數(shù);En為下能級(jí)能量。各種氣體的吸收譜線的線強(qiáng)S(T0)可以查閱相關(guān)的光譜數(shù)據(jù)庫(kù)。二、測(cè)量技術(shù)和特點(diǎn)1.調(diào)制光譜檢測(cè)技術(shù)調(diào)制光譜檢測(cè)技術(shù)是一種被最廣泛應(yīng)用的可以獲得較高檢測(cè)靈敏度的DLAS技術(shù)。它通過(guò)快速調(diào)制激光頻率使其掃過(guò)被測(cè)氣體吸收譜線的定頻率范圍，然后采用相敏檢測(cè)技術(shù)測(cè)量被氣體吸收后透射譜線中的諧波分量來(lái)分析氣體的吸收情況。調(diào)制類(lèi)方案有外調(diào)制和內(nèi)調(diào)制兩種，外調(diào)制方案通過(guò)在半導(dǎo)體激光器外使用電光調(diào)制器等來(lái)實(shí)現(xiàn)激光頻率的調(diào)制，內(nèi)調(diào)制方案則通過(guò)直接改變半導(dǎo)體激光器的注入工作電流來(lái)實(shí)現(xiàn)激光頻率的調(diào)制。由于使用的方便性，內(nèi)調(diào)制方案得到更為廣泛的應(yīng)用，下面簡(jiǎn)單描述其測(cè)量原理。在激光頻率掃描過(guò)氣體吸收譜線的同時(shí)，以一較高頻率正弦調(diào)制激光工作電流來(lái)調(diào)制激光頻率，瞬時(shí)激光頻率 可表示為式中，(t)表示激光頻率的低頻掃描;a是正弦調(diào)制產(chǎn)生的頻率變化幅度;w為正弦調(diào)制頻率。透射光強(qiáng)可以被表達(dá)為下述Fourier級(jí)數(shù)的形式。令 等于，則可按下式獲得n階Fourier諧波分量諧波分量可以使用相敏探測(cè)器(PSD)來(lái)檢測(cè)。調(diào)制光譜技術(shù)通過(guò)高頻調(diào)制來(lái)顯著降低激光光器噪聲(1/f噪聲)對(duì)測(cè)量的影響，同時(shí)可以通過(guò)給PSD設(shè)置較大的時(shí)間常數(shù)來(lái)獲得很窄帶寬的帶通濾波器，從而有效壓縮噪聲帶寬。因此，調(diào)制光譜技術(shù)可以獲得較好的檢測(cè)靈敏度。3.技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)(1)不受背景氣體的影響傳統(tǒng)非色散紅外光譜吸收技術(shù)采用的光源譜帶很寬，其譜寬范圍內(nèi)除了被測(cè)氣體的吸收譜線外，還有很多基他背景氣體的吸收譜線。因此，光原發(fā)出的光除了被待測(cè)氣體的多條吸收譜線吸收外還被一些背景氣體的吸收譜線吸收，從而導(dǎo)致測(cè)量的不準(zhǔn)確性。而半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)中使用的半導(dǎo)體激光的譜寬小于0.0001nm，為上述紅外光源譜寬的1/106，遠(yuǎn)小于被測(cè)氣體一條吸收譜線的譜寬。DLAS氣體濃度分析儀首先選擇被測(cè)氣體位于待定頻率的某一吸收譜線，通過(guò)調(diào)制激光器的工作電流使激光波長(zhǎng)掃描過(guò)該吸收譜線，從而獲得如圖3所示的“單線吸收光譜”數(shù)據(jù)。在選擇該吸收譜線時(shí)，就保證在所選吸收譜線頻率附近約10倍譜線寬度范圍內(nèi)無(wú)測(cè)量環(huán)境中背景氣體組分的吸收譜線，從而避免這些背景氣體組分對(duì)被測(cè)氣體的交叉吸收干擾，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性(例如圖3中位于6408cm-1頻率處的CO吸收譜線附近無(wú)H2O吸收譜線，從而測(cè)理環(huán)境中水分不會(huì)對(duì)CO的測(cè)量產(chǎn)生干擾)。(2)不受粉塵與視窗污染的影響氣體的濃度由透射光強(qiáng)的二次諧波信號(hào)與直流信號(hào)的比值來(lái)決定。當(dāng)激光傳輸光路中的粉塵或視窗污染產(chǎn)生光強(qiáng)衰減時(shí)，兩信號(hào)會(huì)等比例下降，從而保持比值不變。因此過(guò)程氣體中的粉塵和視窗污染對(duì)于儀器的測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明即使粉塵和視窗污染導(dǎo)致光透過(guò)率下降到1%，儀器示值誤差仍不超過(guò)3%。(3)自動(dòng)修正溫度，壓力對(duì)測(cè)量的影響 一些工業(yè)過(guò)程氣體可能存在幾百攝氏度的溫度變化和幾個(gè)大氣壓的壓力變化。氣體溫度和壓力的變化會(huì)導(dǎo)致二次諧波信號(hào)波形的幅值與形狀發(fā)生相應(yīng)的變化，從而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。為了解決這個(gè)問(wèn)題，DLAS技術(shù)中可增加溫度、壓力補(bǔ)償算法，只要將外部傳感器測(cè)得的氣體溫度，壓力信號(hào)輸入補(bǔ)償算法中，DLAS氣體濃度分析儀就能自動(dòng)修正溫度、壓力變化對(duì)氣體濃度測(cè)量的影響，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性。JNYQ-G-8X激光氣體在線分析儀用來(lái)進(jìn)行連續(xù)工業(yè)過(guò)程和氣體排放測(cè)量,適合于惡劣工業(yè)環(huán)境應(yīng)用，如鋼鐵各種燃爐、鋁業(yè)和有