近年来,全球变暖、北极冰川融化等现象愈加明显,导致这类现象的主要原因有农作物秸秆的燃烧、工业生产过程中产生的废气、交通工具的尾气排放、生活垃圾的燃烧等都给我们的环境造成了极大的危害。为了改善这一状况,我国环保部门制定了相关的法律法规以及一系列污染气体的排放标准,以改善环境的问题。烟气分析仪正是在这样的背景下应运而生,就目前而言国内外烟气检测方法有很多,国际上主流的烟气检测原理主要包括电化学原理、微流传感器原理、非红外散射原理等。国内市场上的烟气分析仪大都采用光谱分析法,其主要包括红外光谱法和紫外光谱法两大类,这两大类在原理上都属于光谱分析法的范畴,因此它们的测量原理都是以Beer-Lambert定律为基础。在理想条件下Beer-Lambert定律的确可以测量各种气体的浓度,但在实际的检测过程中空气中存在着大量的其他杂质和胶体溶液等,它们也会对入射光进行吸收,也就是说使入射光发生衰减的不仅有被测气体分子的特征吸收,还有其他杂质的散射等。在这种情况下Beer-Lambert定律将不再适用,也就无法准确测量常见污染气体浓度。为解决散射等问题,紫外差分算法将采集的实际光谱图分为快变和慢变两个部分,其中气体分子的特征吸收光谱图表现为快变,其他杂质的吸收光谱图、散射等表现为慢变。然后在Beer-Lambert定律的基础上将实际光谱中的快变光谱和慢变光谱分离开,提取出气体污染物的特征吸收光谱,再根据光谱的拟合反演、数据的多项式拟合、谱图平移等算法即可反演出被测气体的实时浓度。它很好地解决了散射带来的问题,使得Beer-Lambert定律重新能够用来测量烟气的实时浓度。最后本设计通过将基于紫外差分算的烟气分析仪与基于其他原理的烟气分析仪在同等的条件下进行了实验室和现场的性能测试。结果表明与非紫外差分算法相比,基于紫外差分吸收光谱的烟气分析仪的各个性能完全满足国家环保局的各项标准。其中响应时间为50s范围以内,零点漂移和量程漂移在0.6%FS、线性误差在1.6%以内、检出限在0.5%FS、干扰影响也在0.5%。这些性能测试结果表明基于紫外差分算的烟气分析仪能够很好地对大气环境、工业锅炉废气、燃煤发电厂排气等进行精确的检测。在现场的浓度测量结果也表明被测气体的测量精度误差均在3%的范围以内,完全满足国家环保局的标准。