大气污染威胁着人类的生存,是较为严重的环境污染之一,而固定污染源（燃煤电厂、水泥厂等）排放的烟气是大气污染的主要来源之一,随着我国对大气污染问题的重视,针对固定污染源实施了超低排放的标准。该标准要求燃煤锅炉排放的烟气中SO2低于100 mg/m3,NO、NO2低于100 mg/m3,对于以气体为燃料的锅炉SO2低于35 mg/m3,NO、NO2低于50 mg/m3。超低排放标准的实施,对污染气体在线分析仪带来以下几个挑战:（1）超低浓度气体差分吸光度宽带、窄带吸收分离;（2）多组分超低浓度气体差分吸光度解耦合;（3）超低浓度反演算法;（4）环境因素对测量结果的影响。长期以来,我国超低浓度污染气体在线分析仪主要依赖进口,为打破这种困境,在国家重大仪器专项的支持下,开展了超低浓度SO2和NOx（NO和NO2）多组分气体精确监测及手工采样设备的研究。研究的目标是研制出超低浓度的SO2和NOx在线分析仪。针对以上问题,主要开展了以下几点研究:（1）针对超低浓度的SO2和NOx,对其吸收波段选择进行优化,决定采用202～226nm作为SO2和NO的浓度反演波段,335～365nm作为NO2的浓度反演波段。分析了采用多项式拟合以及Savitzky-Golay滤波解耦宽带、窄带吸收的缺点,决定采用多尺度小波变换来提取吸收光谱中的模糊分量,通过小波重构算法获取吸收光谱中的宽带吸收,解决了多项式拟合以及Savitzky-Golay滤波出现过拟合或欠拟合的现象,实现了超低浓度污染气体宽带、窄带吸收的准确解耦。（2）提出了从混合气体中解耦NO、SO2差分吸光度的方法。在频域对SO2、NO、NO2在202～226nm处的差分吸光度进行了分析,发现NO的差分吸光度是一个频率成分复杂的信号,其带宽覆盖了SO2和NO2的频带,频域滤波无法从混合气体中提取NO的差分吸光度。所以采用了改进算法的自适应干扰对消滤波技术解决这个问题。实验结果表明,自适应干扰对消滤波能够从混合气体中准确分离出NO的差分吸光度。对SO2在202～226nm吸收波段再次优化选择,选择206～212nm,因为该波段NO差分吸光度几乎是一条水平直线,可以认为没有吸收,且该波段为SO2在紫外波段最敏感的波段,非常适合测量超低浓度SO2。在频域内对SO2、NO和NO2在206～216nm处的差分吸光度进行分析发现,他们的频率成分几乎没有重叠,所以,采用频率滤波技术提取混合气体中SO2的差分吸光度。实验表明,该方法能够准确提取混合气体中SO2的差分吸光度。（3）针对传统的最小二乘浓度反演算法检测超低浓度气体误差大的缺点,本文提出了一种改进的浓度反演算法——差分吸光度逐线积分法,介绍了逐线积分法的原理,通过测量一系列不同浓度的差分吸光度的积分值,训练浓度与差分吸光度积分值的数学模型,并对模型进行了交叉验证,保证了浓度反演模型有较强的泛化能力,避免了模型的欠拟合或过拟合。最终,研制出的SO2、NOx多组分气体分析仪误差分别为±0.4%F.S,±1.06%F.S,±0.7%F.S,检出限分别为0.02 ppm,0.063 ppm,0.11 ppm,一周零点漂移分别是±0.7%F.S,±0.6%F.S,±0.5%F.S。仪器性能指标满足超低排放标准对监测仪器的要求。（4）研究了光谱仪温漂以及气体温湿度对测量结果的影响规律,对光谱仪采取了恒温控制的措施以降低温漂的影响,建立了气体温湿度补偿模型,实验表明,温湿度补偿模型能够补偿温湿度对测量结果的影响。由重庆大学研制的SO2和NOx分析仪在大连开发区热电厂进行了为期15天现场实验,结果表明,该分析仪能够有效地检测超低排放烟气中SO2和NOx。