在大氣痕量氣體的檢測(cè)技術(shù)中，按照測(cè)量原理主要分為有化學(xué)測(cè)量方法和光譜學(xué)測(cè)量方法?；瘜W(xué)測(cè)量方法是以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)進(jìn)行物質(zhì)分析的方法，該方法需要對(duì)氣體樣品進(jìn)行采樣和預(yù)處理，過程繁瑣且采樣過程中可能會(huì)帶來干擾，但化學(xué)檢測(cè)技術(shù)可以檢測(cè)吸收光譜技術(shù)不能檢測(cè)的某些痕量氣體，且檢測(cè)手段直接。光譜學(xué)技術(shù)無需采樣和樣品預(yù)處理，具有非接觸、快速、高效、動(dòng)態(tài)等特點(diǎn)，是氣體檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向和技術(shù)主流。而目前化學(xué)測(cè)量方法和光譜學(xué)技術(shù)在很多測(cè)量應(yīng)用中相互補(bǔ)充，可大大提高測(cè)量的靈敏度以及擴(kuò)展可測(cè)氣體種類。

一、化學(xué)法

化學(xué)方法主要測(cè)量原理為電化學(xué)分析方法，如庫侖法和電導(dǎo)法等，或者根據(jù)氣體物質(zhì)本身的化學(xué)性質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行測(cè)量?；瘜W(xué)方法主要包括便攜式現(xiàn)場(chǎng)光離子檢測(cè)法，色譜、質(zhì)譜分析和色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，化學(xué)傳感器和化學(xué)發(fā)光方法等

1、化學(xué)反應(yīng)方法

化學(xué)反應(yīng)能產(chǎn)生某種處于電子激發(fā)態(tài)的產(chǎn)物，當(dāng)這種產(chǎn)物分子發(fā)生輻射躍或?qū)⒛芰哭D(zhuǎn)移給其他會(huì)發(fā)光的分子使該分子再發(fā)生輻射躍遷時(shí)，便產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象。

2、電化學(xué)

化學(xué)反應(yīng)能產(chǎn)生某種處于電子激發(fā)態(tài)的產(chǎn)物，通過電信號(hào)檢測(cè)用具有發(fā)光特性的化學(xué)反應(yīng)來檢測(cè)反應(yīng)物的濃度。電化學(xué)分析方法，如庫侖法和電導(dǎo)法等，或者根據(jù)氣體物質(zhì)本身的化學(xué)性質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行測(cè)量。

3、色譜、質(zhì)譜相關(guān)技術(shù)

色譜法利用不同物質(zhì)在不同相態(tài)的選擇性分配，以流動(dòng)相對(duì)固定相中的混合物進(jìn)行洗脫，混合物中不同的物質(zhì)會(huì)以不同的速度沿固定相移動(dòng)，最終達(dá)分離的效果，色譜分離結(jié)合適宜的檢測(cè)器可獲得很高的靈敏度。質(zhì)譜分析方法是將被測(cè)物質(zhì)先分解為原子再電離成離子，而后將離子按照質(zhì)荷比進(jìn)行分離和檢測(cè)，從而得到被測(cè)物質(zhì)的組成元素信息及其含量。色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)就是將色譜的分離富集和質(zhì)譜的特征鑒別相結(jié)合，對(duì)色譜法分離富集后的樣品直接進(jìn)行質(zhì)譜的鑒別和檢測(cè)。

二、       光譜學(xué)方法

光譜學(xué)方法是基于與物質(zhì)結(jié)構(gòu)和組成相關(guān)的特征信息，相比于點(diǎn)式化學(xué)測(cè)量方法，光譜學(xué)方法無需樣品準(zhǔn)備，具有快速、非破壞、高效、動(dòng)態(tài)等優(yōu)點(diǎn)，適用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)以及實(shí)時(shí)在線分析。光譜學(xué)方法可以避免采樣式的繁瑣過程以及采樣過程中可能帶來的干擾，使得測(cè)量結(jié)果更為準(zhǔn)確。目前適用于氣體在線分析的光譜學(xué)方法主要有：非色散紅外(NDIR)、傅立葉變換紅外光譜(FTIR)、差分吸收激光雷達(dá)(DIAL)、差分光學(xué)吸收光譜(DOAS)和可調(diào)諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）等。

1、NDIR

NDIR 技術(shù)利用普通紅外光源，基于氣體在紅外波段的特定吸收進(jìn)行定性和定量檢測(cè)。NDIR 技術(shù)常采用電調(diào)制光源，并利用濾光片對(duì)紅外光的波段進(jìn)行選擇，從而對(duì)特定氣體進(jìn)行檢測(cè)。但是NDIR 方法由于測(cè)量譜的范圍寬，故此選擇性差，測(cè)量結(jié)果易于受到共存干擾物的影響。

2、FTIR

FTIR 技術(shù)利用邁克爾遜干涉儀使樣品路和參考路的光產(chǎn)生干涉，并通過傅立葉變換將干涉圖轉(zhuǎn)換為紅外光譜圖，從而得到氣體成分的光譜信息。

3、DIAL

DIAL 的基本概念是由 Schotland 在用激光雷達(dá)測(cè)量大氣水汽的空間分布時(shí)提出的，它是利用大氣本身的后向散射回波來進(jìn)行測(cè)量的。激光發(fā)出兩束光，其中一束光的波長(zhǎng)能夠被氣體吸收，另一束光波長(zhǎng)不被氣體吸收，將散射回來的兩束光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行比較分析即可得到氣體的吸收。

4、DOAS

DOAS 是在紫外和可見波段對(duì)氣體分子的特征吸收進(jìn)行檢測(cè)分析的技術(shù)。DOAS 將經(jīng)過氣體吸收后的光學(xué)厚度變化分為隨波長(zhǎng)的快速變化部分（即所謂的“高頻成分”）和隨波長(zhǎng)的緩慢變化部分（即“低頻成分”）。

5、TDLAS

根據(jù)Lambert-Beer定律和波長(zhǎng)隨注入電流和溫度改變的特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)分子吸收譜線的測(cè)量，然后通過對(duì)氣體吸收后的光進(jìn)行光譜分析，可以準(zhǔn)確得出被測(cè)各項(xiàng)氣體指標(biāo)參數(shù)。LDLAS主要應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)過程控制、生物和醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域光譜檢測(cè)。

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