咨询热线

400 6232690

当前位置:首页  >  技术文章  >  差分吸收光谱技术和TDLAS气体分析技术可用于检测汽车尾气

差分吸收光谱技术和TDLAS气体分析技术可用于检测汽车尾气

发布时间:2022-02-23      点击次数:403
汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。研究表明,汽车尾气的成分非常复杂,有100种以上,主要污染物为一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、含铅化合物、苯并芘及固体颗粒物等。
 
随着我国城市汽车保有量的激增和交通堵塞情况的日益严重,机动车尾气早已是城市空气污染的重要元凶。尾气污染问题严峻,监测治理刻不容缓。
 
差分光学吸收光谱技术(DOAS)
该方法是利用光线在大气中传输时,大气中各种气体分子在不同的波段对其有不同的差分吸收的特性,来反演这些微量气体在大气中的浓度。到20世纪80年代末,  DOAS技术已经作为一种空气监测系统在欧盟范围内得到了广泛的认可,目前主要应用在SOx和NOx的检测上,相较于传统方法,DOAS的优势如下:
监测范围广,所测得的气体浓度是沿几百米到几公里长的光路上的气体浓度均值,可以消除某些污染排放源对测量的干扰,所以测量结果更具有代表性。
非接触性测量,可以避免一些误差源的影响,比如检测对象的化学变化、采样器壁的吸附损失等。这一特性使得它特别适合于测量一些性质比较活泼的气体分子和离子的质量浓度。
测量周期短、响应快,并且仪器可实现紫外到可见光谱区的扫描,从而可用一台仪器实时检测多种不同气体的质量浓度。
采用光学仪器比较稳定,维护量小,运行费用低。此外,差分吸收光谱技术可对光谱反演算法中剩余的光谱成分进行分析,在揭示空气中尚未发现的成分方面有很大的潜力。
 
TDLAS气体分析的技术原理
TDLAS (Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)是可调谐激光二极管吸收光谱技术的简称。
TDLAS属于吸收光谱技术的一种,与以往的吸收光谱技术不同的是,它作为光源的可调谐激光二极管的线宽非常窄,远小于被测气体的谱线宽度和传统红外光源的线宽,使得被测气体可以完全不受其他背景气体的干扰,有效避免了多种气体交叉干扰所带来的检测误差。这种优秀的单模特性,使激光的调制频率能达到GHz数量级,而且发射的激光可在极窄波长范围内进行调谐。
TDLAS技术主要通过光被气体分子吸收形成的吸收光谱来对被测气体的浓度进行测量。可调谐二极管激光光源发出一定波长的激光,通过装有一定浓度待测气体的吸收池,被测气体受激吸收,使激光束的光强发生衰减。这种衰减包含了被测气体的浓度信息,测量的理论基础是朗伯-比尔定律(Lambert-Beer law)。
 
采用DOAS和TDLAS联用,同时对汽车尾气中NOx、SOx及COx、未燃碳氢化合物HC等进行实时监控。测量时将系统放置在道路一边,将反射装置放置在道路的另一边。由于气体分子对特殊波段的光具有强吸收的特性, 我们采用氘灯作为紫外光源。测量时,NO、HC等有害气体在200 nm~250 nm波段有强吸收带, 而水分子和其它气体则是几乎没有吸收。
 
扫一扫访问手机站扫一扫访问手机站
访问手机站