被动差分吸收光谱技术(DOAS)是一种以太阳散射光为光源,利用不同气体分子的特征吸收来实现气体 定性定量测量的方法。成像光谱技术作为一种新型光电探测技术,能同时获取观测区域的空间信息 和光谱信息,该技术与DOAS结合构成了成像差分吸收光谱系统(IDOAS),可实现对气体的二维成像测 量。设计了基于凸面光栅Offner成像光谱仪、面阵CCD、紫外镜头和扫描旋转台的成像差分吸收 光谱系统,描述了系统的组成并着重介绍了Offner成像光谱仪的光学设计。针对该系统开发了基 于MFC框架的软件系统,实现了探测器参数设置、数据采集与显示、数据存储、电机扫描控制、 多波段成像、图谱合一等功能。利用该系统对发电厂烟羽排放进行外场测量,采用被动差分吸 收光谱方法对采集的太阳散射光谱进行处理获得SO2 柱浓度,实验证明系统运行稳定可靠,可用 于污染气体的二维成像解析。

主要研究了一种利用非色散光学法进行NO2 浓度检测的技术,其基本原理是利用NO2 在紫外可见光波段有 较强吸收的特点,根据朗伯-比尔定律通过预先标定好的气体吸收率与浓度的关系曲线来推导气体浓 度信息。在实验室使用光谱仪、氙灯和已知浓度的一系列标准样气进行实验,从光谱仪测得 的290～410 nm范围的光谱数据中选取带宽为5 nm的四个波段,分别计算不同气体浓度下的吸收 率,然后分别与浓度作多项式拟合。通过对比不同波段范围和拟合阶次下的拟合相关系数,确定 了一个拟合效果最好的波段和拟合阶次,为滤光片的选择提供了依据。