紫外荧光法测量二氧化硫浓度设计方案

紫外荧光法测量二氧化硫浓度设计方案

　　3.1仪器结构

　　时间双光路紫外荧光法测量二氧化硫浓度的分析仪结构原理如图1所示。首先将待测气体送入测量气室，测量气室左边的激发光源所发出的紫外光经过中心波长为214nm，半宽12nm的干涉滤光片进入气室。当紫外光射过待测气体时，气体中浓度很低的SO2分子受紫外光的激发成为激发态，分子在返回基态的过程中发射出荧光。在测量气室的上方，通过石英凸透镜收集荧光并使其穿过窄带干涉滤光片，被光电倍增管接收。电机的转动使两个滤光片交替透射荧光，在间隔很短的时间产生两个采样波段不同的荧光电信号，这两个信号通过信号处理系统的放大，运算，最后转换成二氧化硫的浓度显示出来。其中实验选用的元件主要有：激发光源—锌灯，其激发的紫外光主谱线为213.8nm;滤光片1的中心波长340nm，半波宽度100nm，可透过二氧化硫激发的所有光谱;滤光片2的中心波长350nm，半波宽度30nm，可透过二氧化硫激发的部分光谱。

　　光源预热30分钟，光强稳定后通入用SO2渗透管和经过除尘，除硫，除湿的空气配制成的样气，测量滤光片1和滤光片2分别工作时的输出电压。改变样气中二氧化硫浓度，再次测量输出电压，如此重复10次，测量所得数据如表1所示。

　　根据表中数据，我们利用递推最小二乘参数辨识确定参数c=3.89和d=1.03，将其代入式(7)，计算出每次测量双光路修正后SO2分子受激发产生荧光的电压信号如表2所示。

　　算上述3条拟合直线各自的相关系数分别为：

　　通过对比可以看出，双光路修正后的电压信号与二氧化硫浓度的相关系数R双更接近1，说明时间双光路紫外荧光测量方法优于单光路测量方法。

　　时间双光路二氧化硫荧光检测法从理论上消除了因气体成分改变所引起的二氧化硫的测量误差。通过实验分析，该方法明显优于单光路检测方法，使之在选择性、灵敏度、抗干扰能力等都有较大的提高，具有很强的推广价值。