Page 217 - 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

浓度的数学模型，进而实现对未知浓度的气体在线监测。双通道测量与单通道测
量相比具有明显的优势，例如，系统稳定可靠、抗干扰能力强。非分散红外气体
测量系统具有系统简单、维护成本低，不适合含有水的样品分析，因为水在红外

波段有较强的吸收，对气体的测量有较大的干扰，目前，采用 NDIR 技术，已商
业化的产品对 NO 的检测限能够达到 1.3ppm，国内 NDIR 技术与国外相差较大。
（五）差分吸收激光雷达技术（DIAL）
差分吸收激光雷达（differential absorption lidar，DIAL）。它是利用目标气

体分子有选择性地吸收某些波长的光的特点来达到测量气体的目的。激光发射机
向被测环境中发射一束激光，该激光处于气体的吸收波段内。紧接着激光发射机
再次发射一束不在气体吸收波段内的激光。由于目标气体对他们的吸收强度存在
差异，所以雷达接收机接收到信号会有明显不同。两个光脉冲的波长相差很小，

被测环境中的各种消光因子对这两束激光强度的影响相同。雷达接收机探测到的
两束光信号的不同只与目标气体的吸收相关。通过吸收光谱的相关理论即可计算
出目标气体的浓度，差分吸收激光雷达还具有距离分辨能力。差分吸收激光雷达
技术是一种常用的污染气体以及气溶胶的检测技术，测量距离远，检出限低至

ppb 级。将激光雷达发射机和接收器安装在云台上能够测量环境中目标气体的二
维、三维分布。
（六）可调二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）
调谐二极管激光吸收光谱技术（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，

TDLAS）。它由 Reid 等人在 1970 年首先提出。它是利用激光光源的波长可调谐
的特性，结合朗贝 - 比尔定律实现气体浓度测量。TDLAS 使用的激光器的波长
范围远远小于气体的吸收谱线波长范围，它可以在一定波长范围内对气体的吸收
波段进行扫描。激光器的波长范围很窄，所以可以避免混合气体的交叉敏感，极

大地提高了系统的选择性。气体对处于中红外的光有较强的吸收特性，可以通过
两种方法实现气体浓度的测量，一种是直接测量，从吸收光谱中解析出浓度信息；
另一种是谐波测量，通道对激光强度的调制，使得气体浓度信息包含在谐波光谱
中。采用长光程气室和谐波检测技术，可以对 H 2 S、NO 等气体实现 ppb 级的浓

度检测。TDLAS 具有响应速度快、波长可调谐、探测极限低以及可以对气体进
行实时监测等优点。TDLAS 也存在不足，比如中红外的激光器价格十分昂贵，
工作时需要制冷，可调谐范围窄，单个激光器可探测的气体种类受到限制。

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