CN102507489A - 检测样气中有害气体浓度的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测样气中有害气体浓度的装置及方法，其中该方法包括以下步骤：将紫外光源发出的紫外光束经第一透镜组准直，并经窄带滤光片去除紫外光束中的次级大谱线；将滤除次级大谱线的紫外光束经输入光纤传送至流通池，经流通池中的样气吸收后由第二透镜组聚焦到输出光纤上；通过输出光纤将经吸收后的紫外光束入射至光谱仪的入射狭缝，经单色仪分光后得到一条按波长大小排列的光谱；利用光电探测器对光谱进行探测，将光谱中各个波长对应的光信号转换为电信号，并对电信号进行基于DOAS算法的快速傅立叶变换，计算出样气中SO₂和NO浓度。

Description

检测样气中有害气体浓度的装置及方法

技术领域

本发明涉及环境监测领域，具体而言，涉及一种检测样气中有害气体浓度的装置及方法。

背景技术

当前我国分析仪器行业形势严峻，用于污染源监测的精密分析仪器几乎全部依靠进口。随着我国对环保事业的重视，近两年来，国家急需用于污染源监测的分析仪器。作为污染源自动监测产品站的核心设备，气体分析仪在整个监测过程中有着举足轻重的作用。目前，市场对此类技术产品的需求量非常庞大。但是分析仪器的价格高，企业承担不起，且维修周期较长，维修费用高，从某种程度上减缓了我国环保事业发展的进行。

由于国内分析仪器制造企业长期缺乏足够的研制费用，造成自主研发能力低，产品在自动性、可靠性及使用寿命等方面与国外产品差距非常大。目前，市场上采用的气体分析仪大多尚依赖于进口。为此，每年国家均需花费大量的外汇支付设备费及非常可观的设备维护、维修费用。

应用于环境监测的紫外差分分析仪的难点主要在于气体浓度反演处，因此差分DOAS算法的研究对紫外分析仪的研制有着举足轻重的作用。

现有技术中的检测样气中气体浓度的方法无法用于低浓度测量，导致无法得到样气中浓度较低的有害气体的浓度。

发明内容

本发明提供一种检测样气中有害气体浓度的装置及方法，用以检测样气中浓度较低的有害气体的浓度，提高测量结果的准确性。

为达到上述目的，本发明提供了一种检测样气中有害气体浓度的装置，该装置包括：

紫外光源，用于发出紫外光束；

第一透镜组，用于对紫外光束进行准直；

窄带滤光片，用于去除紫外光束中的次级大谱线；

输入光纤，用于将滤除次级大谱线的紫外光束传送至流通池；

流通池，用于存放待检测的样气；

第二透镜组，用于将经样气吸收后的紫外光束聚焦到输出光纤上；

输出光纤，用于将经吸收后的紫外光束传送至光谱仪的入射狭缝；

光谱仪，其内设置有单色仪，将经输出光纤传送来的紫外光束进行分光，得到一条按波长大小排列的光谱；

光电探测器，设置在光谱仪内，对光谱进行探测，将光谱中各个波长对应的光信号转换为电信号；

数据处理模块，用于对电信号进行基于DOAS算法的快速傅立叶变换，计算出样气中SO₂和NO浓度。

较佳的，数据处理模块包括：

滤波单元，用于将探测得到的各个波长的接收光强I(λ)进行快速傅立叶变换，得到滤波后的I₀(λ)；

第一计算单元，用于根据滤波后的I₀(λ)计算得到SO₂和NO在波长λ下的参考光学密度(O.D._ref)_iλ；

第二计算单元，用于根据公式b＝AX+δ计算得到样气中SO₂和NO的浓度值；

其中，b＝((O.D.)_λ1  (O.D.)_λ2……(O.D.)_λm)^T， ${(O.D.)}_{\mathrm{\λ}}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(N_i\×{(O.{D.}_{\mathrm{ref}})}_{\mathrm{i\λ}})+\mathrm{\δ},$

X＝(C₁ C₂……C_n)^T，

$A=\left[\begin{array}{c}{(O.D.\mathrm{ref})}_{1,\mathrm{\λ}1}\·\·\·{(O.D.\mathrm{ref})}_{n,\mathrm{\λ}1}\\ \·\·\·\·\·\·\·\\ {(O.D.\mathrm{ref})}_{1,\mathrm{\λm}}\·\·\·{(O.D.\mathrm{ref})}_{n,\mathrm{\λm}}\end{array}\right],$

(O.D.)_λ为在波长λ下的总的光学密度，N_i为第i种气体的浓度，

(O.D._ref)_iλ为第i种气体在波长λ下的参考光学密度，δ为修正因子。

较佳的，第二计算单元还用于在通入纯氮气时利用公式b＝AX+δ计算修正因子δ。

为达到上述目的，本发明还提供了一种检测样气中有害气体浓度的方法，该方法包括以下步骤：

将紫外光源发出的紫外光束经第一透镜组准直，并经窄带滤光片去除紫外光束中的次级大谱线；

将滤除次级大谱线的紫外光束经输入光纤传送至流通池，经流通池中的样气吸收后由第二透镜组聚焦到输出光纤上；

通过输出光纤将经吸收后的紫外光束入射至光谱仪的入射狭缝，经单色仪分光后得到一条按波长大小排列的光谱；

利用光电探测器对光谱进行探测，将光谱中各个波长对应的光信号转换为电信号，并对电信号进行基于DOAS算法的快速傅立叶变换，计算出样气中SO₂和NO浓度。

较佳的，利用光电探测器对光谱进行探测，将光谱中各个波长对应的光信号转换为电信号，对电信号进行基于DOAS算法的快速傅立叶变换，计算出样气中SO₂和NO浓度步骤包括：

将探测得到的各个波长的接收光强I(λ)进行快速傅立叶变换，得到滤波后的I₀(λ)；

根据滤波后的I₀(λ)计算得到SO₂和NO在波长λ下的参考光学密度(O.D._ref)_iλ；

根据公式b＝AX+δ计算得到样气中SO₂和NO的浓度值；

其中，b＝((O.D.)_λ1  (O.D.)_λ2……(O.D.)_λm)^T， ${(O.D.)}_{\mathrm{\λ}}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(N_i\×{(O.{D.}_{\mathrm{ref}})}_{\mathrm{i\λ}})+\mathrm{\δ},$

X＝(C₁ C₂……C_n)^T，

$A=\left[\begin{array}{c}{(O.D.\mathrm{ref})}_{1,\mathrm{\λ}1}\·\·\·{(O.D.\mathrm{ref})}_{n,\mathrm{\λ}1}\\ \·\·\·\·\·\·\·\\ {(O.D.\mathrm{ref})}_{1,\mathrm{\λm}}\·\·\·{(O.D.\mathrm{ref})}_{n,\mathrm{\λm}}\end{array}\right],$

(O.D.)_λ为在波长λ下的总的光学密度，N_i为第i种气体的浓度，

(O.D._ref)_iλ为第i种气体在波长λ下的参考光学密度，δ为修正因子。

较佳的，修正因子δ通过通入纯氮气利用公式b＝AX+δ计算得到。

在本发明的上述实施例中，通过基于DOAS算法的快速傅立叶变换反演出待检测样气中有害气体的浓度，提高了样气中浓度较低的有害气体测量结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的检测样气中有害气体浓度的装置示意图；

图2为本发明一实施例的快速傅立叶变换结果示意图；

图3为本发明一实施例的检测样气中有害气体浓度的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

差分光学吸收光谱法是利用光线在气体中传输时，各种气体分子在不同的波段对其具有不同的差分吸收特性来反演这些气体在大气中浓度的一种方法。

差分光学吸收光谱法(DOAS)具有以下特点：

(1)DOAS方法可用一台装置实时测量多种不同气体分子的浓度；

(2)DOAS方法可用于低浓度测量，最低检测浓度可小于0.002mg/m³。

由于要在同一波段同时测量多种气体，所以数据处理方法很重要，以下为本发明实施例采用的测量方法的原理：

利用气体分子对光线的差分吸收，光源发出强度为I₀的光，经过一定距离的传输后，由于各种气体分子对其不同的差分吸收，使其光谱的强度和结构发生相应的改变。

基本原理是Beer-Lambert定律，对于一种气体而言，Beer-Lambert定律可表示为：

$I\left(\mathrm{\λ}\right)=I_0\left(\mathrm{\λ}\right)\exp \left\{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\right[-{\mathrm{\σ}}_i\left(\mathrm{\λ}\right)-{{\mathrm{\σ}}^{\′}}_i\left(\mathrm{\λ}\right)-{\mathrm{\ϵ}}_B\left(\mathrm{\λ}\right)-{\mathrm{\ϵ}}_M\left(\mathrm{\λ}\right)\left]N_{i}L\right\}+B\left(\mathrm{\λ}\right)---\left(1\right)$

其中，λ表示波长，I₀(λ)为初始发射光强，I(λ)为经过光路衰减的接收光强，σ_i(λ)是所测第i种气体的分子窄带吸收截面，σ_i′(λ)是宽带吸收截面，N_i是第i种气体的浓度，L表示光程，n是所测气体的种类数，ε_B(λ)和ε_M(λ)分别是瑞利散射系数和米氏散射系数，B(λ)是各种噪声之和。通过相应的低通数值滤波，可得

${I_0}^{\′}\left(\mathrm{\λ}\right)=I_0\left(\mathrm{\λ}\right)\exp \left\{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\right[-{{\mathrm{\σ}}^{\′}}_i\left(\mathrm{\λ}\right)-{\mathrm{\ϵ}}_B\left(\mathrm{\λ}\right)-{\mathrm{\ϵ}}_M\left(\mathrm{\λ}\right)\left]N_{i}L\right\}+B\left(\mathrm{\λ}\right)$

$I\left(\mathrm{\λ}\right)={I_0}^{\′}\left(\mathrm{\λ}\right)\exp \underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}[-{\mathrm{\σ}}_i\left(\mathrm{\λ}\right)N_{i}L]---\left(2\right)$

I₀′(λ)包含了光谱的低频成分(除了有宽带吸收结构外，还有散射等作用)，I(λ)则只包含了窄带吸收结构，而这就是被DOAS用来测量微量气体浓度的。

将(2)式两边取对数，可得

$\mathrm{Ln}\left[\frac{{I_0}^{\′}\left(\mathrm{\λ}\right)}{I\left(\mathrm{\λ}\right)}\right]=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left[{\mathrm{\σ}}_i\left(\mathrm{\λ}\right)N_{i}L\right]---\left(3\right)$

从而有

$D^{\′}={(O.D.)}_{\mathrm{\λ}}=\mathrm{Ln}\left[\frac{{I_0}^{\′}\left(\mathrm{\λ}\right)}{I\left(\mathrm{\λ}\right)}\right]---\left(4\right)$

N_i＝D′/(σ_i(λ)×L)

Lambert-Beer定律具有线性性质，空气中诸多气体的吸收可以看作是线性叠加，因此

${(O.D.)}_{\mathrm{\λ}}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(N_i\×{(O.{D.}_{\mathrm{ref}})}_{\mathrm{i\λ}})+\mathrm{\δ}---\left(5\right)$

其中(O.D.)_λ为在波长λ下的总的光学密度；N_i为第i种气体浓度；(O.D._ref)_iλ为第i种气体在波长λ下的参考光学密度，δ为修正因子。

通过最小二乘法b＝AX+δ

即可反演出所测气体的浓度。

其中b＝((O.D.)_λ1  (O.D.)_λ2……(O.D.)_λm)^T，

X＝(C₁ C₂……C_n)^T，

$A=\left[\begin{array}{c}{(O.D.\mathrm{ref})}_{1,\mathrm{\λ}1}\·\·\·{(O.D.\mathrm{ref})}_{n,\mathrm{\λ}1}\\ \·\·\·\·\·\·\·\\ {(O.D.\mathrm{ref})}_{1,\mathrm{\λm}}\·\·\·{(O.D.\mathrm{ref})}_{n,\mathrm{\λm}}\end{array}\right].$

图1为本发明一实施例的检测样气中有害气体浓度的装置示意图；如图1所示，该装置包括：

紫外光源，用于发出紫外光束，例如可以选用氘灯，氘灯一般作为分光检测器的紫外光部分的光源，光源强度大，稳定性好，光谱在195-400nm之间，峰值波长在230nm左右；也可以选用氙灯。

第一透镜组，用于对紫外光束进行准直；

窄带滤光片，用于去除紫外光束中的次级大谱线；

输入光纤，用于将滤除次级大谱线的紫外光束传送至流通池；

流通池，用于存放待检测的样气，流通池也可称为反应室，主要包括一个入射光光纤接口，一个出射光光纤接口，一个进气口，一个出气口。

第二透镜组，用于将经样气吸收后的紫外光束聚焦到输出光纤上；

输出光纤，用于将经吸收后的紫外光束传送至光谱仪的入射狭缝；

光谱仪，其内设置有单色仪，将经输出光纤传送来的紫外光束进行分光，得到一条按波长大小排列的光谱；

光电探测器，设置在光谱仪内，对光谱进行探测，将光谱中各个波长对应的光信号转换为电信号；光电探测器可以采用CCD或PDA产品，元件有若干个像素点，用于测量各种气体的吸收截面。

数据处理模块，用于对电信号进行基于DOAS算法的快速傅立叶变换，计算出样气中SO₂和NO浓度。

紫外光源发出的紫外光束由第一透镜组准直，再经窄带滤光片去除光路***中次级大谱线的影响，再传输到光纤上，光纤连接到流通池，经过样气吸收后，再经过第二透镜组聚焦到光纤上，光通过光纤后，入射到光谱仪(主要由透镜和光栅组成)的入射狭缝，经单色仪分光以后，照射到单色仪的出射窗口，按波长大小排列成一条光谱。用光电探测器把光信号转变成电信号，经过数值模拟运算，最后计算出SO₂、NO浓度。

在DOAS浓度反演光谱技术中，关键技术之一是“宽带吸收”和“窄带吸收”的分离，在快慢变化分离的过程中，为得到测量光谱的慢变化部分，目前仪器中通常是对测量光谱进行多项式拟合或样条拟合。多项式拟合方法往往对慢变化部分的拟合不够充分，而样条拟合则会产生多余的边界点，从而会扭曲慢变化部分的形状。

为解决这个问题，本实施例提出一种数字滤波技术——FFT(Fast FourierTransformation)，即为快速傅里叶变换，是离散傅里叶变换的快速算法，它是根据离散傅里叶变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。该方法降低运算量，大大提高了运算速度。

数据处理模块包括：

滤波单元，用于对I(λ)做快速傅里叶变换，然后找到合适的低通滤波器频率ω_c(可通过多次实验取平均值得到)，将频率域中大于ω_c的高频成分幅值置零，然后运用反傅里叶变换到时间域，从而达到滤波目的。如图2所示，图2中横轴表示像素点，纵轴表示AD值；曲线1表示I(λ)，曲线2表示经过滤波后得到的I₀′(λ)。

第一计算单元，用于将探测得到的各个波长的初始发射光强I₀(λ)和接收光强I(λ)进行快速傅立叶变换，得到滤波后的I₀′(λ)；

第二计算单元，用于根据滤波后的I₀′(λ)计算得到SO₂和NO在波长λ下的参考光学密度(O.D._ref)_iλ；根据公式b＝AX+δ计算得到样气中SO₂和NO的浓度值。

其中，b＝((O.D.)_λ1  (O.D.)_λ2……(O.D.)_λm)^T， ${(O.D.)}_{\mathrm{\λ}}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(N_i\×{(O.{D.}_{\mathrm{ref}})}_{\mathrm{i\λ}})+\mathrm{\δ},$

X＝(C₁ C₂……C_n)^T，

$A=\left[\begin{array}{c}{(O.D.\mathrm{ref})}_{1,\mathrm{\λ}1}\·\·\·{(O.D.\mathrm{ref})}_{n,\mathrm{\λ}1}\\ \·\·\·\·\·\·\·\\ {(O.D.\mathrm{ref})}_{1,\mathrm{\λm}}\·\·\·{(O.D.\mathrm{ref})}_{n,\mathrm{\λm}}\end{array}\right],$

(O.D.)_λ为在波长λ下的总的光学密度，N_i为第i种气体的浓度，

(O.D._ref)_iλ为第i种气体在波长λ下的参考光学密度。

δ为修正因子，其通过通入纯氮气利用公式b＝AX+δ计算即可得到。

图3为本发明一实施例的检测样气中有害气体浓度的方法流程图；如图3所示，该方法包括以下步骤：

S102，将紫外光源发出的紫外光束经第一透镜组准直，并经窄带滤光片去除紫外光束中的次级大谱线；

S104，将滤除次级大谱线的紫外光束经输入光纤传送至流通池，经流通池中的样气吸收后由第二透镜组聚焦到输出光纤上；

S106，通过输出光纤将经吸收后的紫外光束入射至光谱仪的入射狭缝，经单色仪分光后得到一条按波长大小排列的光谱；

S108，利用光电探测器对光谱进行探测，将光谱中各个波长对应的光信号转换为电信号，并对电信号进行基于DOAS算法的快速傅立叶变换，计算出样气中SO₂和NO浓度。

紫外光源发出的紫外光束由第一透镜组准直，再经窄带滤光片去除光路***中次级大谱线的影响，再传输到光纤上，光纤连接到流通池，经过样气吸收后，再经过第二透镜组聚焦到光纤上，光通过光纤后，入射到光谱仪(主要由透镜和光栅组成)的入射狭缝，经单色仪分光以后，照射到单色仪的出射窗口，按波长大小排列成一条光谱。用光电探测器把光信号转变成电信号，经过数值模拟运算，即可计算出SO₂、NO的浓度。

例如，利用光电探测器对光谱进行探测，将光谱中各个波长对应的光信号转换为电信号，对电信号进行基于DOAS算法的快速傅立叶变换，计算出样气中SO₂和NO浓度步骤包括：

将探测得到的各个波长的接收光强I(λ)进行快速傅立叶变换，得到滤波后的I₀′(λ)；

根据滤波后的I₀′(λ)计算得到SO₂和NO在波长λ下的参考光学密度(O.D._ref)_iλ；

根据公式b＝AX+δ计算得到样气中SO₂和NO的浓度值；

其中，b＝((O.D.)_λ1  (O.D.)_λ2……(O.D.)_λm)^T， ${(O.D.)}_{\mathrm{\λ}}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(N_i\×{(O.{D.}_{\mathrm{ref}})}_{\mathrm{i\λ}})+\mathrm{\δ},$

X＝(C₁ C₂……C_n)^T，

$A=\left[\begin{array}{c}{(O.D.\mathrm{ref})}_{1,\mathrm{\λ}1}\·\·\·{(O.D.\mathrm{ref})}_{n,\mathrm{\λ}1}\\ \·\·\·\·\·\·\·\\ {(O.D.\mathrm{ref})}_{1,\mathrm{\λm}}\·\·\·{(O.D.\mathrm{ref})}_{n,\mathrm{\λm}}\end{array}\right],$

(O.D.)_λ为在波长λ下的总的光学密度，N_i为第i种气体的浓度，

(O.D._ref)_iλ为第i种气体在波长λ下的参考光学密度，δ为修正因子。

例如，修正因子δ通过通入纯氮气利用公式b＝AX+δ计算得到。

本发明上述实施例降低了检测样气中有害气体浓度的复杂度，提高了测量结果的准确性。本发明的上述实施例还具有以下有益效果：

(1).解决了分析仪全部依赖国外进口的局面，降低了***设备成本；

(2).分析仪可以自行维护，减少了产品的维护周期，便于***运营。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种检测样气中有害气体浓度的装置，其特征在于，包括：

紫外光源，用于发出紫外光束；

第一透镜组，用于对所述紫外光束进行准直；

窄带滤光片，用于去除所述紫外光束中的次级大谱线；

输入光纤，用于将滤除次级大谱线的紫外光束传送至流通池；

所述流通池，用于存放待检测的样气；

第二透镜组，用于将经样气吸收后的紫外光束聚焦到输出光纤上；

所述输出光纤，用于将经吸收后的紫外光束传送至光谱仪的入射狭缝；

所述光谱仪，其内设置有单色仪，将经所述输出光纤传送来的紫外光束进行分光，得到一条按波长大小排列的光谱；

光电探测器，设置在所述光谱仪内，对所述光谱进行探测，将所述光谱中各个波长对应的光信号转换为电信号；

数据处理模块，用于对所述电信号进行基于DOAS算法的快速傅立叶变换，计算出样气中SO₂和NO浓度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据处理模块包括：

滤波单元，用于将探测得到的各个波长的初始发射光强I₀(λ)和接收光强I(λ)进行快速傅立叶变换，得到滤波后的I₀′(λ)；

第一计算单元，用于根据滤波后的I₀′(λ)计算得到SO₂和NO在波长λ下的参考光学密度(O.D._ref)_iλ；

第二计算单元，用于根据公式b＝AX+δ计算得到样气中SO₂和NO的浓度值；

其中，b＝((O.D.)_λ1  (O.D.)_λ2……(O.D.)_λm)^T， ${(O.D.)}_{\mathrm{\λ}}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(N_i\×{(O.{D.}_{\mathrm{ref}})}_{\mathrm{i\λ}})+\mathrm{\δ},$

X＝(C₁ C₂……C_n)^T，

$A=\left[\begin{array}{c}{(O.D.\mathrm{ref})}_{1,\mathrm{\λ}1}\·\·\·{(O.D.\mathrm{ref})}_{n,\mathrm{\λ}1}\\ \·\·\·\·\·\·\·\\ {(O.D.\mathrm{ref})}_{1,\mathrm{\λm}}\·\·\·{(O.D.\mathrm{ref})}_{n,\mathrm{\λm}}\end{array}\right],$

(O.D.)_λ为在波长λ下的总的光学密度，N_i为第i种气体的浓度，

(O.D._ref)_iλ为第i种气体在波长λ下的参考光学密度，δ为修正因子。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元还用于在通入纯氮气时利用公式b＝AX+δ计算修正因子δ。

4.一种检测样气中有害气体浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将紫外光源发出的紫外光束经第一透镜组准直，并经窄带滤光片去除所述紫外光束中的次级大谱线；

将滤除次级大谱线的紫外光束经输入光纤传送至流通池，经流通池中的样气吸收后由第二透镜组聚焦到输出光纤上；

通过所述输出光纤将经吸收后的所述紫外光束入射至光谱仪的入射狭缝，经单色仪分光后得到一条按波长大小排列的光谱；

利用光电探测器对所述光谱进行探测，将所述光谱中各个波长对应的光信号转换为电信号，并对所述电信号进行基于DOAS算法的快速傅立叶变换，计算出样气中SO₂和NO浓度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利用光电探测器对所述光谱进行探测，将所述光谱中各个波长对应的光信号转换为电信号，对所述电信号进行基于DOAS算法的快速傅立叶变换，计算出样气中SO₂和NO浓度步骤包括：

将探测得到的各个波长的接收光强I(λ)进行快速傅立叶变换，得到滤波后的I₀′(λ)；

根据滤波后的I₀′(λ)计算得到SO₂和NO在波长λ下的参考光学密度(O.D._ref)_iλ；

根据公式b＝AX+δ计算得到样气中SO₂和NO的浓度值；

其中，b＝((O.D.)_λ1  (O.D.)_λ2……(O.D.)_λm)^T， ${(O.D.)}_{\mathrm{\λ}}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(N_i\×{(O.{D.}_{\mathrm{ref}})}_{\mathrm{i\λ}})+\mathrm{\δ},$

X＝(C₁ C₂……C_n)^T，

$A=\left[\begin{array}{c}{(O.D.\mathrm{ref})}_{1,\mathrm{\λ}1}\·\·\·{(O.D.\mathrm{ref})}_{n,\mathrm{\λ}1}\\ \·\·\·\·\·\·\·\\ {(O.D.\mathrm{ref})}_{1,\mathrm{\λm}}\·\·\·{(O.D.\mathrm{ref})}_{n,\mathrm{\λm}}\end{array}\right],$

(O.D.)_λ为在波长λ下的总的光学密度，N_i为第i种气体的浓度，

(O.D._ref)_iλ为第i种气体在波长λ下的参考光学密度，δ为修正因子。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述修正因子δ通过通入纯氮气利用公式b＝AX+δ计算得到。

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