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摘要：从理论上研究时间双光路二氧化硫荧光检测机理，推导了测量二氧化硫气体浓度的数学模型。该方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，使其在选择性、灵敏度、抗干扰能力等都有较大的提高。 关键词：检测机理；二氧化硫；时间双光路 1 单色二氧化硫荧光检测原理 紫外荧光法测量二氧化硫浓度是近年来提出的测定二氧化硫的一种较好方法。根据物质分子吸收光谱和荧光光谱能级跃迁机理，有吸收光子能力的物质在特定波长的光(如紫外光)照射下，分子受激发跃迁到高能级(激发态)，在返回基态瞬间发射出较激发光波长更长的光即荧光。二氧化硫分子便具有这个特点，其过程方程式如下：
根据朗伯—比尔定律，光反应腔体中被二氧化硫吸收的紫外光强度的表达式为： 专业研发、生产、销售:测漏机,检漏机,试漏机,测漏仪,塑料瓶装袋机,垫片冲裁入盖机,客服热线：13929416960.
2时间双光路二氧化硫荧光检测数学模型 本文给出了时间双光路二氧化硫荧光检测方法。它通过电机转动使中心波长分别为λ1和λ2的2个滤光片交替工作，如同二氧化硫荧光前后通过2个不同的光路，在间隔很短的时间内产生2个荧光信号，通过对这2个荧光信号的处理，达到去除干扰和噪声的目的，提高测量精度。时间双光路检测数学模型如下：
3实验研究 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。
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。 参考文献 ［1］H.Okabe, et al. Ambient and Source SO2 Detector Based on a Fluor escence Method［J］.Journal of the Air Pollution Control Association,1998,(23)：514-516. ［2］陈九江，等.二氧化硫浓度的双光路紫外吸收测量法［J］.光学技术，2000，5(26). ［3］熊建文，杨初平，何振江，杨冠玲.多波长紫外荧光二氧化硫检测实验研究［J］.光电子·激光，2002，(8). ［4］龚瑞昆.紫外荧光差分法二氧化硫传感器的研究［J］.传感器世界，2001，(8 ). 原载：《仪表技术》杂志(end) |
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