我們連續(xù)討論了激光和紅外氣體分析的交叉干擾問題，今天我們繼續(xù)探討紫外氣體分析技術(shù)的交叉干擾問題。
紫外氣體分析方法有其顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，包括成本低、多組分同時(shí)檢查、適合微量氣體檢測(cè)等，也是國(guó)產(chǎn)儀器快速發(fā)展的代表。然而背景干擾是紫外氣體分析方法最容易碰到的問題，下面我們進(jìn)行分析。
1、分子紫外吸收光譜
波長(zhǎng)在10～200 nm稱為遠(yuǎn)紫外區(qū)，這種波長(zhǎng)能夠被空氣中的氮、氧、二氧化碳和水所吸收，因此只能在真空中進(jìn)行研究工作，故這個(gè)區(qū)域的吸收光譜稱真空紫外，由于技術(shù)要求很高，目前在氣體檢測(cè)中用途不大。波長(zhǎng)在200～380 nm稱為近紫外區(qū)，一般的紫外光譜氣體分析都是用于的這一區(qū)域的吸收光譜。波長(zhǎng)在400～750 nm范圍的稱為可見光譜。
光譜特征
大量有機(jī)物在紫外180~400nm范圍有著豐富的吸收，如各種不飽和醛、酮、酸、酯，還有一系列的苯系物、芳香烴等等。因此如何做好紫外氣體分析的抗交叉干擾問題是一個(gè)難點(diǎn)。
2、紫外氣體分析原理與適用性分析
由于氣體在紫外區(qū)的吸收大多比較強(qiáng)，因此紫外法經(jīng)常用于微量氣體分析，方法主要分為兩種，一種是采用多個(gè)濾光片的紫外非色散法，以進(jìn)口品牌居多，如西門子、sick等；另一種是采用紫外光譜儀的紫外分光法，為了提高方法的抗交叉干擾能力，一般采用紫外差分方法，進(jìn)行濃度反演。相比紫外非色散法，該方法抗交叉干擾能力明顯提高。
在復(fù)雜體系中中非色散法對(duì)交叉干擾問題幾乎無解，如果針對(duì)性的去設(shè)計(jì)濾光片，又會(huì)帶來成本的急劇提高，效果也不如分光法明顯。
常見的應(yīng)用中，SO2、NOx、NH3、苯系物、氯氣等都有豐富的吸收，在應(yīng)用中有明顯的優(yōu)勢(shì)。比如氯氣，在可見光紅外波段就沒有吸收，只能用紫外法。SO2和NOx在紅外區(qū)吸收容易受水分干擾，紫外法成本低、不受水分干擾、兩種氣體同時(shí)檢測(cè)、可測(cè)量微量組分，因此有顯著優(yōu)勢(shì)。因此氯氣、SO2和NOx測(cè)量，紫外法是首選。
對(duì)于NH3、苯系物、H2S的測(cè)量，由于還有其他多種解決方案，因此需要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析。
SO2紫外吸收譜線結(jié)構(gòu)有顯著的特征
硫化氫紫外吸收結(jié)構(gòu)特征不明顯
來源：硫化氫氣體檢測(cè)紫外光譜技術(shù)研究，哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文，張賢昌
例如氨氣測(cè)量激光與紫外都是可選項(xiàng)，但從應(yīng)用、壽命、成本等綜合分析，競(jìng)爭(zhēng)力弱于激光。苯系物分析有色譜、PID等多種方法，需要根據(jù)場(chǎng)景綜合評(píng)估。硫化氫分析同樣也有激光、醋酸鉛紙帶等方法，也需要根據(jù)場(chǎng)景綜合評(píng)估。不幸的是硫化氫最強(qiáng)吸收處在吸收信息最豐富的200nm附近，而且不像氨氣有明顯的吸收結(jié)構(gòu)，硫化氫沒有太明顯的吸收結(jié)構(gòu)，因此抗干擾能力較差，使用時(shí)要特別小心。
3、一個(gè)硫化氫分析干擾的實(shí)例
天然氣中硫化氫測(cè)量是目前比較熱門的一個(gè)話題，用紫外法去測(cè)量天然氣中的硫化氫和總硫是不是可以？
首先這個(gè)方法是可以的，但要特別小心。
一個(gè)實(shí)際案例是用12m的光程，實(shí)現(xiàn)了0~10ppm硫化氫的測(cè)量，分辨力、精度、穩(wěn)定性都達(dá)到了要求，采用天然氣全組份標(biāo)氣，以及羥基硫、羰基硫、甲硫醇、甲硫醚也進(jìn)行了干擾測(cè)試，都能滿足測(cè)量要求。
儀器開開心心地發(fā)往現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)果應(yīng)用失敗了。拿到現(xiàn)場(chǎng)譜圖后進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)只有大約2ppm的某痕量背景成分把硫化氫吸收處的光能吸沒了。該案例中具體成分涉及用戶商業(yè)問題，這里先不公開了，需要了解可以線下交流。
總之在很多場(chǎng)景下，使用紫外法測(cè)量微量硫化氫，需要很注意干擾問題。
4、寫在最后
光譜分析的交叉干擾問題是一個(gè)大的課題，不光在氣體分析中需要研究，在利用近紅外、紅外光譜儀做液相、固相分析時(shí)，需要更多的算法和模型，是應(yīng)用能否成功的關(guān)鍵。
