定義
頂空預處理專為將某一化合物從一種不透明的液體介質中樣品萃取出來，以便對此化合物進行檢測而特別設計制作。當某一過程的流體太粘稠或太臟，以至于光線不能穿過，此時不能直接利用吸收光譜法對樣品進行測量。一套頂空系統可以將液體樣品的被測組分以一種可控的形式從液相進入氣相，然后可以進行毫

吸收光譜是一種用于過程分析的常用技術。前提是被測化合物的濃度與其吸光度或在某一波長處其吸收的光的數量有直接的比例關系。實際上，是一束光通過被測過程的具有代表性的樣品，在流通池另一端的檢測器測量被吸收后的光的強度，在損失的光與被測量的化合物的濃度之間建立起關系式。

在過程分析中，不透明的流體所帶來的問題是這樣的流體根本不允許光穿過它。被測介質為高度不透明，或者含有會對光分散的顆粒物，或含有類似于酚類化合物，在紫外區域有較強的吸收的物質時，會與信號有交叉干擾，因此將嚴重損壞被測介質的紫外吸收光譜。

為了解決上述問題，根據亨利定律開發了頂空技術，可以使液體樣品中的被分析的介質進入氣相。這個定律表明在某一溫度下溶解于溶液中的某種氣體的數量與溶液上方的氣體分壓有直接的比例關系。也就是說，在某一恒定的條件下(溫度，壓力，載氣流量以及流體樣品流量，全部由系統進行控制)，頂空氣體中的化合物的組成與不銹鋼的液體樣品中的組成具有一定的關系。

為了產生可以代表被測介質的氣相樣品用于光學測量，頂空系統使用溫控柱，就象傳統的蒸餾。當被測組分具有很高的揮發性(低沸點)，而有干擾的組分的揮發性很低(高沸點)時，這個設計非常有利。這樣可以將柱溫控制在某一個范圍內，在這個范圍內被測組分可以很好地揮發到頂空的氣體中，而會對吸收產生干擾的化合物保護在液相中。

AAI的頂空柱是609.6mm長，50.8mm直徑。不透明樣品由頂端進入，而載氣(通常是N2)由底部引入。載氣攜帶著由液體樣品揮發產生的樣品分子離開頂空柱，在流通池內進行光學測量。這個系統通過將進入流通池的相關物質(在某一調整后的溫度下)氣相中的濃度與加入到頂空系統的已知濃度的標準液體樣品之間建立的關系來進行校準。

紅色帶狀代表將溫度控制在感興趣的樣品的沸點(低)和有干擾作用的不透明的化合物的沸點(高)之間。我們要分析的化合物(白色)可以容易地進入到載氣中，而不透明的，會給測量帶來問題的化合物(灰色)大部分保護在溶液中。

 raschig環用于將柱內表面積最大化，在這里液體和氣體相互作用。與蒸餾類似，這些環可以使得傳質更有效。

測量原油中的H2S
人們希望得到含有低含量的硫組分的原油(“甜油”)，可以容易地處理成可用汽油。但實際正好相反，酸性的原油中含有很多的H2S，因此需要經過處理，而這一處理過程極為昂貴。利用在線H2S分析來確定需要對某一原油進行多大程度的處理，根據其商用價值來對原油進行區分。

自然狀態的原油包括芳香族化合物，在紫外區域有很強的吸收，對吸收光譜帶來干擾，使得測量變得復雜。重油顏色更深更稠，不能透過光信號。頂空系統通過加熱柱將H2S從不透明的樣品中揮發出來，通過載氣使得H2S流過流通池。

由于H2S的沸點比油中的其它組分的都低，這種揮發性上的差異使得利用頂空處理技術來獲得原油中的H2S特別有


測量廢水中的H2S和NH3
來自石油精煉工藝的富含H2S和NH3的廢水，通常我們稱之為“酸水”。通常將這些污染物進行汽提，以避免形成二硫化氨(維護的惡夢)，同時控制H2S的污染。為了評價汽提過程的效率，確定可以將處理過的水再引入系統，通過需要對汽提蒸汽中的H2S和NH3進行監測。

雙頂空系統，使用兩個獨立的平行運行的柱，對H2S和NH3進行汽提。將載氣引入兩個獨立的流通池中，每個都有其特定的光路，控制與被分析物質相對應的溫度。

流通池
在流通池里進行光學測量，來自頂空柱的載氣穿過流通池(600mm長，316L不銹鋼)

溫度控制器

柱帶加熱器(3X)

頂空柱
來自不透明的液體樣品有代表性的氣相樣品

外殼
1066mm╳762mm╳254mm
不銹鋼，NEMA 4X

流量計(3X)
控制載氣和液體樣品的流量

壓力表和壓力調節閥

A: 吹洗氣進/出
B: 水出
C: 零點氣
D：去閥的空氣
E：量程氣
F：過程樣品進
G：過程樣品返回
H：吹洗空氣進/出
I:  氣出