SO2气体光学系统优化设计

王 峻，刘杰辉

(河北工程大学机械与装备工程学院，河北 邯郸 056038)

0 引言

空气质量的好坏对于人类的健康有着重大影响，其中空气质量的评价标准与气体SO2、CO、NOX、O3等浓度值有关。为了监测空气质量的变化，专家们不断进行各种检测方法的研究，其中SO2产生了分光光度法、滴定分析法、电化学检测法、化学发光法等众多检测方法。近年来，紫外荧光法由于其检测极限低、高效的反应灵敏度以及实时监测等优点，被广泛应用于监测仪器。其中具有代表性的为日本HORRBA的APSA-370二氧化硫监测仪、法国ESA公司MMS小型化监测仪等仪器，均能满足检测要求。相较于国外，国内企业在仪器精度上还有差距。本文针对这一缺陷，分析仪器结构，在紫外光源结构上提出了新的结构理念，改善了光源对于检测的干扰，提高了检测精度。

1 检测原理及结构分析

紫外荧光法为测量SO2的主要方法之一。荧光的产生是通过特定波长的紫外光对SO2气体进行照射，光电倍增管接收到荧光信号，之后可将信号转为电压值，上传到数据处理模块，根据电压值与浓度之间的正比例关系，得出最终浓度检测值。其检测方法简单便利，同时拥有较高的精确度，可测量更低浓度的SO2气体[1-3]。

SO2分子对于紫外线吸收的效果也有所差距，不同波段的紫外光对应不同的吸收能力，其中对190～230 nm波长的紫外线吸收最强。在紫外光的照射下，SO2分子产生不同能级的跃迁，首先是SO2气体分子在紫外光的照射下发生变化，从激发向激发态跃迁，荧光在激发态能量耗尽后回到原始状态的瞬间产生。……