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OPSIS测量不同气体的原理是基于差分吸收光谱法（DOAS），是以比尔-兰伯特定律为依据的，该定律表述了光路中光分子数与被吸收的光能之间的关系。
由于每种分子，每种气体，都有其独特的吸收光谱特性，或者称为“指纹”，所以可以在光路中同时测量出几种不同气体的浓度。
DOAS是基于特殊的传输光束源-高压氙气灯-在一个被选择的光路中，然后使用先进的电脑计算来评估和分析在光路中分子吸收光线的损失。氙灯发出的光非常激烈，包括可见光谱以及红外线和紫外线波长。
光通过连接到接收器的光纤接入到分析仪进行分析，分析仪需要安装在无腐蚀性的环境中。
该分析仪包括一个高品质的光谱仪，一台电脑和相关的控制电路。光谱仪分割成狭窄光波段使用的光栅。这样可以调整到一个最佳的波长范围进行检测。
光信号将转换成电信号，高速通过一个探测器的狭缝，采集到的大量的瞬时值形成一个在相关波长范围内的频谱图。这种扫描是重复了上百遍的，形成的记忆光谱将储存在计算机的内存中以等待测算。
从光路中获得的吸收光谱将与计算机中的参考光谱做比较，计算光谱由分析仪的参考光谱的一个均衡总和组成。
电脑将针对每一个参考光谱进行一系列的系数变化以找到最佳的匹配。以此来计算出不同气体的高精度的浓度值。
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