Page 215 - 环境影响评价及监测研究

第九章 固定污染源污染物监测分析

二、SO 2 及 No x 主要监测技术

（一）非光学气体传感器
非光学气体传感器通常可分为半导体型、电化学型、固体电解质型、接触燃

烧型等。半导体型气体传感器大多采用金属氧化物材料做成敏感元件，当这些敏
感元件与气体相互接触时，气体吸附在敏感元件表面，引起敏感材料中的载流子
数量的改变进而导致敏感元件的电阻或伏安特性等参数的改变，通过建立这些电
学参数与气体浓度的数学模型来实现浓度的测量。

电化学气体传感器可以分为四种，分别是离子电极型、电位电解型、原电池
型以及电量型。当被测气体与这类传感器敏感材料相接触时，电路中的电流会发
生改变，建立电流大小和气体浓度的数学模型，实现测量气体浓度的目的。接触
燃烧式气体传感器可分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式。它的工作原理是气

体在传感器敏感材料表面燃烧使得敏感材料的温度升高，温度的变化引起敏感材
料的电阻值升高或降低。将这类传感器接入电桥中，电桥的输出电压将发生改变，
被测气体浓度越高，燃烧就越强烈，温度变化越大，进而导致电桥的输出变大，
通过建立被测气体和输出电压的数学模型，就能够实现气体浓度的测量。SO 2 和

NO x 不是可燃气体，接触燃烧式气体传感器无法测量 SO 2 和 NO x 。
总之，从报道的文献中发现非光学气体传感器具有检出限低、体积小、价格
便宜，但是，检测精度低、需要频繁校准、容易产生交叉敏感。所以，在 CEMS
系统中，这类传感器使用得非常少。

（二）激光诱导荧光技术（LIF）
激光诱导荧光（laser-induced fluorescence，LIF）。它是光谱分析中常用的一种，
波长可调谐的激光通过被测气体，目标气体分子吸收激光能量而由基态跃迁至高
能级。处于高能级的气体分子不能够长期稳定存在，通过一段时间后，高能级的

电子会跃迁回低能级，分子吸收的能量又将以光辐射的形式发射出来。利用光敏
元件探测这些荧光强度，实现气体浓度检测。每种气体被激发后发出的荧光波长
是不相同的，所以，根据荧光的波长以及强度即可确定被测气体的种类和浓度。
激光诱导荧光技术检测灵敏度高，NO 检出限可达 0.08ppt，NO 2 检出限可达

ppt 级，SO 2 检出限可达 ppb 级。系统的响应时间极短，对被测物通常能够达到
纳秒级，因此，该技术也通常用于监测存在时间极短的中间态物质的监测。激光

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