吸收光譜法在實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵問題的研究.pdf

1、由于光譜技術(shù)具有探測靈敏度高的特點(diǎn)以及其他很多的優(yōu)點(diǎn)，近年來光譜檢測技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。 吸收光譜檢測技術(shù)的依據(jù)是朗伯-比爾(Lambert—Beer)定律，但是該定律是在理想的情況下所得，如被測物質(zhì)濃度適中且為純吸收物質(zhì)、入射光源為單色光等。在實(shí)際應(yīng)用中，會有較多的情況不符合定律的限制條件。本文研究了朗伯-比爾定律的適用范圍以及被測物質(zhì)的濃度太高、光源的非單色性、溫度的變化、被測物質(zhì)中的散射現(xiàn)象不可忽略和吸收重疊等問題對吸收光

2、譜的影響。 首先，針對散射影響問題作了詳細(xì)的研究，結(jié)合光傳輸模型以及光散射理論得出了當(dāng)散射現(xiàn)象不可忽略時(shí)的擴(kuò)展的朗伯-比爾定律。 其次，溫度的變化對吸收光譜檢測也有較大影響。本文主要針對兩種不同的實(shí)驗(yàn)對象去研究，一是溫度對氣體的吸收截面的影響，選用實(shí)驗(yàn)對象為空氣中常見的污染氣體SO2和NO2，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得到了吸收截面與溫度之間的關(guān)系式；二是溫度對液體的吸光度的影響，選用的實(shí)驗(yàn)對象為葡萄糖水溶液，得出了在近紅外波段的吸

3、光度的標(biāo)定曲線。 第三，在光譜檢測過程中，當(dāng)在很窄的波長范圍內(nèi)多種成分吸收譜重疊且吸收峰位置接近時(shí)，提出用可調(diào)諧激光光譜技術(shù)與建立模型相結(jié)合的方法來進(jìn)行檢測，并對此方法作了系統(tǒng)研究和數(shù)學(xué)推導(dǎo)。 根據(jù)上述的研究結(jié)果，在對吸收光譜檢測的原理以及影響因素作了詳細(xì)研究的基礎(chǔ)上，針對目前的實(shí)際要求，設(shè)計(jì)出了兩套應(yīng)用系統(tǒng)：差分吸收光譜(DOAS)大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)和煙氣污染物排放在線連續(xù)監(jiān)測應(yīng)用系統(tǒng)(CEMS)。在本部分中還針對實(shí)

4、際應(yīng)用中光學(xué)系統(tǒng)的防污染問題作了深入的探討，并解決了相應(yīng)的工程問題。 本論文主要?jiǎng)?chuàng)新工作有： 1、運(yùn)用光傳輸模型和光散射理論得到了擴(kuò)展的朗伯-比爾定律。 2、針對溫度對吸收光譜的影響得出了吸收截面與溫度的關(guān)系式和標(biāo)定曲線。 3、當(dāng)被測樣品中的多種物質(zhì)的吸收重疊嚴(yán)重時(shí)，提出用多個(gè)可調(diào)諧激光二極管的光譜檢測技術(shù)與數(shù)據(jù)建模方法相結(jié)合的檢測技術(shù)。 4、設(shè)計(jì)了兩套應(yīng)用測量系統(tǒng)，并解決了光路防塵等相應(yīng)的工程問