UV-DOAS-teknik




OPSIS mätteknik baserar sig på en väl underbyggd vetenskaplig princip för att identifiera och mäta koncentrationer av olika gaser, differentiell optisk absorptionsspektroskopi (DOAS), vilken i sin tur bygger på Beer-Lamberts absorptionslag. Denna lag anger förhållandet mellan mängden absorberat ljus och antalet molekyler längs mätsträckan. 

Eftersom varje molekyl och där med varje gastyp, har sitt eget unika i absorptionsspektrum ("fingeravtryck") är det möjligt att samtidigt identifiera och bestämma koncentrationen av flera olika gaser längs mätsträckan.

I DOAS-tekniken projiceras en ljusstråle från en speciell ljuskälla - en högtrycks-xenonlampa - längs en mätsträcka. Avancerade datorberäkningar används för att utvärdera och analysera ljusförlusterna på grund av molekylär absorption längs denna sträcka. 

Ljuset från xenonlampan är mycket intensivt och innehåller både synliga, ultravioletta och infraröda våglängder.

Ljuset fångas upp av en mottagare och leds genom en optisk fiber till analysatorn. Den optiska fibern gör det möjligt att placera analysatorn på annan plats än mottagaren, som ibland är installerad i aggressiv miljö.

Analysatorn består av en spektrometer, en dator och tillhörande styrelektronik. Spektrometern delar ljuset i smala våglängdsområden med hjälp av ett optiskt gitter. Det kan vridas så att önskade våglängdsområden kan detekteras. 

Ljuset omvandlas till elektriska signaler på följande sätt:. En smal spalt sveper förbi framför detektorn i hög hastighet. Under svepet mäts signalen ett stort antal gånger. Resultatet blir ett uppmätt spektrum i det valda våglängdsområdet. Denna spektralavläsning upprepas hundra gånger per sekund. Efter hand som svepen utförs adderas de enskilda spektrumen till ett medelvärde i väntan på utvärdering.

Utvärderingen görs för ett våglängdsområde åt gången genom att kända absorptionskurvor (referenser) jämförs med det absorptionsspektrum som just registrerats. 

Datorn ändrar storleksfaktorn för varje referensspektrum tills den finner den bästa möjliga anpassningen till med uppmätt spektrum. Utifrån detta kan de olika gaskoncentrationerna beräknas med stor noggrannhet.