DOAS är en förkortning av differentiell optisk absorptionsspektroskopi. Det är grundprincipen för mätning av gaskoncentrationer i de flesta av OPSIS gasanalysatorer.
Förkortningen DOAS ger en god vägledning till vad det handlar om. ”Spektroskopi” innebär experimentella studier hur ljus beter sig. ”Absorption” antyder att vi tittar på hur vissa ljusvåglängder försvinner. ”Optisk” anger att studierna är begränsade till de optiska våglängderna, från ultraviolett via synligt till infrarött ljus. Avslutningsvis anger ”differentiell” den matematiska behandlingen av de uppmätta absorptionsspektrumen.
DOAS utgår från en bredbandig ljuskälla, i OPSIS fall en xenonlampa. Ljuset bildar en smal och skarp stråle som skickas genom det område där gasen vars koncentration skall mätas finns. Strålen kallas även för ”mätsträckan”. I våra ögon ser ljusstrålen ut att vara vit, men den innehåller också osynliga infraröda och ultravioletta våglängder.
Varje typ av gasformig molekyl (och i något fall även atom) har oftast en karakteristisk förmåga att absorbera ljus i vissa specifika våglängder. Det är ett slags fingeravtryck för molekyltypen. En liten del av ljuset som skickas ut från ljuskällan kommer att absorberas av de gasmolekyler som finns i mätsträckan. Ju högre koncentration av gasen eller ju längre mätsträcka desto mer absorption. Det ljus som återstår vid mätsträckans bortre ände och skickas till en spektralanalysator, nyckelkomponenten i gasanalysatorn. Analysatorn kan då detektera den karakteristiska absorption som skett. Genom att dividera det uppmätta spektrumet med en referens (ett ”rent” spektrum utan absorption, divisionen är D:et i DOAS) och jämföra detta med ett känt absorptionsspektrum för den eftersökta gasen kan medelvärdet av gaskoncentrationen längs mätsträckan beräknas.
Varje slags gasmolekyl har sin egen karakteristiska förmåga att absorbera ljus vid olika våglängder, och därmed sitt eget specifika fingeravtryck. Det gör det möjligt att optiskt särskilja olika typer av molekyler, och att använda ett och samma mätsystem för att mäta koncentrationerna av flera olika molekyltyper längs mätsträckan. Allt handlar om att veta i vilket våglängdsområde respektive typ av molekyl har sitt unika fingeravtryck, och att sedan leta efter just detta.
Idag är DOAS en väl etablerad metod för att mäta gaskoncentrationer. Det bekräftas av åtskilliga godkännanden och tusentals DOAS-instrument som är i drift runt om i världen.
är registrerade varumärken som ägs av Opsis AB. |