为监测燃煤电厂低浓度SO2排放, 达到国家超低排放标准, 提出一种短光程下测量低浓度SO2的方法.在已知温度压强条件下, 利用差分吸收光谱法, 由不同浓度的标准气体构建SO2差分吸收截面数据集; 根据数据集标准差及均值, 结合浓度反演结果, 将测量区间由200~400 nm逐步缩小到294~308 nm.对该区间内137个波长采样点, 用统计学方法, 借助标准差及均值表征差分吸收截面精度, 同时剔除误差较大的采样点, 得到该环境下最优采样点集和差分吸收截面最优数据集.在同等温度压强条件下, 利用该最优数据集和差分吸收光谱法, 能够以较高精度计算出烟气中SO2浓度.实验采用420 cm光程, 气室容积0.5 L, 气室内温度299.05 K, 压强101.33 kPa, 测量范围2~30 μL/L.实验结果表明该方法相对误差低于1.7%, 满量程误差低于1.3%, 零漂0.09 μL/L, 72 h内重复性良好.在420 cm光程条件下, 该方法能够高精度测量30 μL/L内的SO2气体, 解决差分吸收光谱法中浓度与光程之间的冲突, 适用于燃煤电厂超低排放监测仪器的研制.

以HF气体检测为例，简要介绍了基于数字式控制模块的可调谐半导体激光吸收光谱学方法的工业气体分析技术。为了降低噪声干扰对系统监测的影响，针对工业现场环境，设计完成了集数字信号发生器,数字锁相放大器和数据采集卡与预处理等多重功能的数字式控制模块，替代了先前系统所采用的模拟单板结构和系统转接板等孤立单元。同时，为了降低系统因环境温度变化和其它干扰等因素带来的中心吸收波长漂移对最小二乘法应用的影响，采用信号相关方法实时锁定与调整激光器输出波长在待测气体吸收线中心位置，完成对浓度的实时计算。测试结果证明采用数字控制模块和数字处理方法在系统体积、成本以及灵敏度、稳定性和降低信号畸变等方面都对仪器的整体性能有较大的改善。

过去几十年中差分吸收光谱技术(differential optical absorption spectroscopy, DOAS)在大气污染物监测方面取得了成功应用。 文章提出了根据差分吸光度最大值(OD′m)设定阈值的思想, 将传统DOAS算法与基于卡尔曼滤波的DOAS算法相结合, 利用两种算法在相同信噪比下具有不同反演精度的特点, 在保证测量精度的前提下提高了DOAS系统的检测极限, 较好地解决了短光程下低浓度气体的测量精度问题。 在常温常压和流动状态下, 对烟气中的SO2浓度测量进行了理论和实验研究。 研究结果表明, 改进的DOAS算法在OD′m<0.048 1时, SO2浓度测量精度较高, 测量下限可低于28.6 mg·m-3, 零点漂移低于2.9 mg·m-3； 传统DOAS算法在0.048 10.927 2时的SO2浓度测量都存在较大的误差, 必须进行线性度校正。