ДОАС (дифференциальная оптическая абсорбционная спектроскопия)

ДОАС означает дифференциальная оптическая абсорбционная спектроскопия. Это фундаментальный принцип измерения газовых концентраций в большинстве газоанализаторов OPSIS.

Акроним ДОАС дает нам хорошее представление о том, о чем идет речь: «Спектроскопия» означает экспериментальное исследование природы света. «Абсорбция» означает, что мы смотрим на «поглощение» определенных длин волн. «Оптический» ограничивает нас в изучении оптических длин волн, от ультрафиолетового до видимого инфракрасного света. Наконец, «дифференциальный» – это математический процесс, применяемый к зарегистрированным спектрам оптического поглощения.

ДОАС использует широкополосный источник света; в случае OPSIS – ксеноновая лампа. Свет настраивается так, чтобы сформировать узкий и интенсивный луч, который посылается через объем, где находится газ для измерения; часто упоминается как «трасса измерения». Луч света выглядит белым для человеческого глаза, но также включает в себя «невидимые» инфракрасные и ультрафиолетовые волны.

Учитывая, что определенный тип газообразной молекулы может иметь узкополосные характеристики поглощения в определенных областях длин волн, часть света будет поглощаться вдоль световой трассы, если такие молекулы присутствуют. Чем выше концентрация газа или чем длиннее трасса измерения, тем больше будет поглощение. Оставшийся свет, поступающий в конец трассы, затем направляется в спектральный анализатор (ключевой компонент газоанализатора), где можно обнаружить особенности поглощения. Разделив записанный спектр на эталонный (то есть «чистый» спектр; это разделение представляет собой «Д» в ДОАС) и сравнив его с известными спектрами поглощения искомого и других газов, выводится средняя концентрация газа вдоль трассы измерения.

Каждый тип газообразной молекулы имеет свои собственные характерные поглощающие способности на определенных длинах волн, своего рода «отпечаток пальца» для этого типа молекулы. Это позволяет оптически отделять разные газы друг от друга и использовать одну и ту же измерительную систему для обнаружения нескольких газообразных соединений. Проще говоря, это вопрос знания того, в какой области длины волны соответствующий тип молекулы имеет свой уникальный отпечаток, а затем искать его. На сегодняшний день ДОАС является устоявшимся принципом измерения концентрации газа, о чем свидетельствуют многочисленные разрешения и тысячи систем ДОАС, развернутых OPSIS и ее представителями по всему миру.