第32卷，第7期 2012年7月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 32, No. 7, pp1734-1738
July，2012
差分吸收光谱技术测量氯气的数据处理方法研究叶丛雷，谢品华，，秦敏，李昂，凌六一，胡仁志，杨靖文 1。中国科学院安数光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室，安徽合肥
230031
2.国家环境光学监测仪器工程技术研究中心，安微合肥230031
摘要基于差分吸收光谱(DOAS)技术，结合自主搭建的一套小型便携式DOAS实验系统，开展了对氯气的实验测量。在处理氯气的标准截面时，比较了两种不同的高道数字滤波方法：三角函数滤波和多项式拟合滤波。实验证明采用后一处理方法能够更加准确反演出氟气的浓度。模拟计算的结果显示，采用五阶多项式处理的结果的误差较小；在不同样品池内的测量结果显示，利用该方法测量氧气的线性度达到0.9961；实际的一条谱的反演结果显示拟合谱与测量谱基本承合，且剩余噪声谱的峰峰值最大值<5%；给出整个实验过程中可能的误差主要来源。综合以上的实验结果表明，利用DOAS技术采用多项式拟合处理的方法可以实现对于氟气的检测。
关键词氧气；差分吸收光谱技术；多项式拟合；误差来源
中图分类号：(433.3，X511
引言
文献标识码：A
氧气是一种剧毒性、强腐蚀性、刺激性的黄绿色气体。在低浓度的氟气环境中，人体长期接触会引起呼吸道的严重摄伤，对眼晴黏膜和皮肤有高度刺激性。大气中氯气污染可能主要来自于泄漏事故，而氟气滑漏会对环境造成极其严重的后果。开展对氯气的准确监测对于氯气泄露事故的应急预警具有重要性和必要性。
月前，监测氧气的方法主要有：甲基橙分光光度法[2]、离子色谱法，上述的物理化学方法有各白的优点，但是其中一个最大的缺点就是需要进行现场采样，这样有可能使得所测龄的值并不能准确反映现场的真实值。
卷分吸收光谱（differential optical absorption spectrosco-Py)技术利用光线在大气中传输时，各种气体分子在紫外可见波段的特征吸收来区分气体、反演其浓度的一种光学方法。DOAS技术用于污染气体监测，具有时间分辨率高、操测限低、无需进行采样等优点，因面该项技术已被广泛用干大气污染气体监测，实现了对在紫外可见波段具有特征吸收结构的多种气体的检测，如SO，NO;，O，HCHO，HO N(>4.5)以及多数的芳香经)等。目前有关利用DOAS技术测量氯气的文章还比较少，主要是由于氟气的标准截面较为平
收稿日期：2011-10-17，修订日期：2012-01-25
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)07-1734-05
滑，通常来看不太适宜用于差分吸收光谱技术，但是本T作通过采用另一种方式来进行处理，比较了其与通常所采用的处理方法的不同之处，通过实验证明该方法是可行的，并最
终在实验室内完成了对于氟气的测量分析工作。 1DOAS的基本原理
DOAS分析光谱是基于Lambert-Beer定律[们]
I)= I (a)eand
引人“差分"吸收的思想，将吸收截面分为了两部分
I(a) = I,(a)exp[L(>
o.)
expL-L(
o..(A)e)+()+()JA(A)
其中慢变化的部分如下；
I。() = I (a)exp[-- L(
o.(a)e)+
tr (a) +e(A)JA(a)
OD=ln
I)
Ee.(a)Je
(1)(2)(3)(4)
求得OD便可以计算得到痕量气体的浓度c。a,和c:分别表示第：种气体的吸收截面和浓度；%，为随着波长作慢变
基金项目：国家高技术研究发展计划(863)项目(2009AA063006)，国家自然科学基金项日（60808034)资助作者简介：叶丛雷，1987年生，中国科学院安徽光学精密机械研究所硕士研究生
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