机载光纤式成像差分吸收光谱仪测量区域大气污染应用研究

我国大气污染呈现出区域性和复杂性等特性,开展污染气体区域分布的立体监测,能够及时了解大气环境现状、研究分析影响大气质量的各种因素,指导大气污染控制措施。机载成像差分吸收光谱仪,是目前有效的污染气体区域分布遥感手段之一。该技术观测区域大,覆盖率高,最终可提供精细化的污染气体区域分布资料,实现污染分布及传输的可视化探测。以往机载成像差分吸收光谱仪采用整体式设计,需要占用飞机光学观察窗口,航空搭载需求苛刻、应用受限。为此提出了光纤式机载成像差分吸收光谱仪,采用光纤束传输方式,安装过程中对飞机改装需求小,极大的便利了机上安装和调试,适应了适航设备认证需求。该系统采用特制多芯光纤束结合Littow-offner结构光谱成像系统,具有光谱成像分辨率高、大视场、结构紧凑等优点。在此详细介绍了该设备性能参数,并利用该系统在芜湖市周边开展了区域污染遥感应用。应用过程中,针对光纤式成像差分吸收光谱仪,提出了数据处理算法。对采集到的太阳散射光谱进行反演得到污染气体的斜柱浓度,并利用大气传输模型计算大气质量因子,实现垂直柱浓度转化。最后结合飞机姿态位置信息,快速获取了芜湖市区及其周边上空的NO_(2)、SO_(2)的浓度分布,并进行了区域内污染源快速定位和传输过程分析。从反演结果来看,本次实验NO_(2)垂直柱浓度在实验区域存在4个高值点,SO_(2)垂直柱浓度在实验区域存在2个高值点,高值点附近均存在重工企业,结果与实际情况相符。并结合卫星数据评估二者交叉校验精度,二者呈现正相关,相关性系数为0.77。应用效果验证了光纤式成像差分吸收光谱仪的方案可行性,可为大气污染气体航空遥感技术推广提供参考,同时弥补了地面站点监测在空间尺度上以及卫星遥感在时间尺度上的不足。

原子吸收光谱仪在矿山地质勘查中的应用

本文主要探讨了原子吸收光谱仪在矿山地质勘查中的应用。首先详细介绍了原子吸收光谱仪的构造、工作机制、基本操作和维护。然后通过案例研究分析了原子吸收光谱仪在大规模矿石样本分析、地下难以接近地质结构的检测、环境地质勘查中的应用。最后讨论了原子吸收光谱仪在地质勘查中所具有的精度和灵敏度优势、时间和成本效益优势,以及技术和操作挑战。

催化裂解-金汞齐富集-冷原子吸收光谱仪测定土壤样品中总汞含量

为避免汞消解过程中产生的蒸发损失及前处理过程中产生器具与样品污染,通过配制汞总量为0~2、0~15和25~1 023 ng的三种不同汞浓度系列的标准工作曲线,选取9个土壤样品、3种国家土壤有证标准物质,同一样品分别进行6组平行测定,并抽取3个土壤样品进行3种不同浓度加标回收实验,以对其方法精密度和准确度进行论证,建立了催化裂解-金汞齐富集-冷原子吸收光谱法即直接测汞仪测定土壤样品中汞含量的方法。结果显示,仪器信号值与Hg总量之间均呈良好的线性关系。根据仪器多次测定空白数据结果,按照称样量0.1 g计算,方法检出为0.09 ng/g;平行测定结果相对标准偏差均小于10%,土壤标准物质测定值与参考值均相符,不同浓度的加标回收率范围为69.0%~97.0%。方法可用于批量土壤样品中汞含量的快速测定,精密度和准确度可满足测定要求,且实验过程中无需前处理消解,操作方便、快速高效。

基于离子液体的单滴微萃取与石墨炉原子吸收光谱仪联用测定水中锑含量的研究

本文主要探究了单滴微萃取技术与石墨炉原子吸收光谱仪联合测定水中锑含量的方法。使用半水酒石酸锑钾配制锑(Ⅲ)标准溶液,使用直接浸入式单滴微萃取装置进行萃取,实现锑(Ⅲ)的富集。将萃取后得到的水样放于石墨炉原子吸收光谱仪中,测定其中锑(Ⅲ)的含量。文章通过实验对单滴微萃取条件和光谱条件进行了优化,结果表明:选用BPHA螯合剂,并将其浓度设定为8×10^(-5) mol/L,以600 rpm的速率进行磁力搅拌,可以达到最理想的萃取效果;将原子化温度设定为2000℃,原子吸收光谱效果最优。检出限为0.01μg/L,回收率范围在97.9%~104%,精密度良好。

连续流动分析仪与气相分子吸收光谱仪测定总氮的比对分析

使用连续流动分析仪法与气相分子吸收光谱仪气相分子吸收光谱法进行水中总氮的比对测试,对两种方法的检出限、准确度及精密度测定结果进行分析,结果表明,两种方法的标准曲线相关系数较好,具有较高的准确度及精密度,满足水质总氮的分析要求。气相分子吸收光谱仪为国产仪器,成熟度较高,具有操作简便、受干扰因素少、可中途添加样品等优点,可在水利系统水质检测中推广使用。

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪的实验室定标

采用四通道凸面光栅成像光谱仪设计了星载大气痕量气体差分吸收光谱仪,该光谱仪用天底推扫方式探测地球地表或天空散射光信号,基于痕量气体对不同谱段光信息的"指纹"吸收和差分吸收光谱算法定量获取大气痕量气体分布。针对该光谱仪的大视场、宽谱段、高分辨率(光谱、空间)等特点,提出了相应的光谱定标和辐射定标方法,建立了定标系统,实现了对载荷的光谱定标和辐射定标,并对其定标的不确定度进行了分析。结果表明,载荷光谱定标不确定度为0.027nm,辐射定标不确定度为2.96%,满足给定的技术指标要求,为载荷的定量反演提供了保证。

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪杂散光抑制

考虑杂散光对星载大气痕量气体差分吸收光谱仪测量精度的影响,设计了遮光罩和其他消杂光结构来抑制杂散光,并对杂散光进行了分析。利用TracePro软件分析了系统紫外通道1(240～315nm)的杂散光水平,确定了杂散光传输的一次、二次散射路径。根据杂散光传输路径,计算了杂散光评价指标点源透射比(PST)曲线,结果显示杂散光抑制措施效果明显,PST小于3×10-5,中心视场杂散光照度水平为5.472×10-4,最终杂散光水平达到了设计指标要求。采用截止滤光片法测量了系统的杂散光水平,结果表明:中心视场杂散光比值为8.167×10-4,和仿真结果接近,验证了仿真过程的准确性,说明设计的消杂光机构能够满足抑制系统杂散光的要求。

差分吸收光谱仪测量上下限的确定

给出差分吸收光谱仪 (DOAS)系统对测量上下限的确定方法。由于测量原理 Beer- Lambert的线性适用范围限制了系统的测量上限 ,系统的噪声、被测气体的差分吸收截面以及测量的数据点数共同决定了系统的测量下限 ,通过理论分析与实际测量确定了

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪光谱定标技术研究

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪用于遥感监测痕量气体的全球分布。该载荷探测地球大气或表面反射、散射的紫外/可见光辐射,利用差分吸收光谱算法来解析痕量污染气体成分的分布和变化。光谱定标是仪器遥感数据定量化的前提和基础,定标的精度直接决定了仪器研制和应用水平的高低。针对星载大气痕量气体差分吸收光谱仪视场大、波长宽、空间分辨率和光谱分辨率高的特点,提出了相应的光谱定标方法,建立了定标装置,通过寻峰和回归分析计算光谱定标方程,实现了对载荷的全视场光谱定标工作。并利用太阳光的夫琅禾费线对定标精度进行了检验。

星载差分吸收光谱仪CCD成像电路的设计及实施

星载差分吸收光谱仪通过获取地球大气或地表反射、散射的紫外/可见光辐射,监测大气痕量气体的全球分布。载荷使用4片面阵CCD作为探测器,对地观测、实时测量紫外可见波段光谱信息。其中CCD成像电路是电子学部件的核心,该电路的设计除完成通用CCD成像电路功能以外,还针对卫星空间有限和航天元件受限等特殊情况,采用了单板四通道、数字像元合并的方案。本文讨论了载荷CCD成像电路的设计实施过程,并重点论述了单板四通道和数字像元合并的设计特点。

使用一种新型的氢化物发生器和原子吸收光谱仪测定形成共价氢化物的元素

研制出一种新型的氢化物发生器．将该仪器与石英炉原子化器－原子吸收光谱仪联用测定痕量锑、砷、钅必、硒、碲和锡．发生器的特点为：（１）在负压下产生和收集氢化物，（２）将一定量的空气与氢化物混合，（３）使用真空泵将混合的气体吸入到电热真空石英炉内以测量样品的吸收信号．该发生器简单、分析速度快．使用这种仪器能改善灵敏度和检出限．

原子吸收光谱仪对冰雪中基本阳离子的测定

本文介绍了用原子吸收光谱仪（ＡＡ）测定雪冰样品中主要阳离子浓度的技术。对比用火焰光度计和在美国用离子色谱仪测定的资料得出，这种方法对于测定中国西部冰川雪冰样品中的Ｎａ￣（＋），Ｃａ￣（２＋），Ｍｇ￣（２＋）浓度十分适合。提出使用正确的取样及样品运输方法以避免对雪冰样品的污染。

奥运期间北京对流层NO_2柱浓度地基多轴差分吸收光谱仪观测与OMI的对比

利用地基多轴差分吸收光谱仪(multi axis differential optical absorption spectroscopy,MAXDOAS)在2008年北京奥运期间对奥运场馆附近上空对流层NO_2进行监测,并与OMI的测量结果进行对比。结果显示:地基MAX-DOAS的NO_2结果比OMI结果高,最高达到了2.4倍;二者在无云条件下得到了比较好的相关性(R=0.64),但在阴雨天气条件下,云的存在使得MAX-DOAS结果与OMI卫星数据产生了很大差别,其相关系数仅为0.19,但与LP-DOAS却有很好的一致性,相关系数为0.92。

原子吸收光谱仪器技术新进展

原子吸收仪器及应用技术尽管已发展成一门比较成熟的技术，但从第七届ＢＣＥＩＡ展出的仪器来看，这项技术又有了新的发展。本文列出了参展的所有仪器及主要性能特点，并从光源、背景校正、原子化器、光路与检测器、自动化与智能化。

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪定标机构设计

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪(星载仪器)搭载于太阳同步轨道卫星上,应用于定量监测全球空气质量变化以及污染气体的分布输运过程。星上定标是成像光谱仪获取数据定量化应用的基础,星载仪器采用太阳光定标方式和标准灯定标方式进行在轨定标。需对星上定标方式采用的定标机构进行分析和合理的设计,以保证星载仪器在轨定标的可靠性和精度。

多轴差分吸收光谱仪对大气污染物SO_2、NO_2、O_3的立体监测

多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS)是用来监测大气中痕量气体成分的专用仪器,它能同时自动监测SO2、NO2和O3三种污染气体,得到的垂直柱浓度对研究污染物的时空分布特点具有重要意义。分析了2011年5月下旬至2012年4月中旬期间MAX-DOAS在重庆市的测量数据,结果表明:夏季SO2的柱浓度高于其它季节,并在每个季节都出现了峰值:SO2与NO2之间浓度变化趋势相同,且最大小时浓度值都集中在上午;O3垂直柱浓度受气象条件和臭氧前体物的影响呈夏季高、秋冬低的季节性变化;通过多元回归建立了O3柱浓度与气象因素、前体物的关系式。

用原子吸收光谱仪研究分子吸收光谱

探讨了在原子吸收光谱仪上应用连续光源研究分子吸收光谱的可行性 ,单色吸收是朗伯

声光可调滤光片作为电热原子吸收光谱仪波长选择器的研究

研究了声光可调滤光片 ( AOTF)的性能 ,并以 AOTF为波长选择系统 ,钽丝为原子化器 ,用原子吸收光谱法测定了 Na.考察了空心阴极灯电流、保护气流量、钽丝原子化器的干燥电压和原子化电压对 Na吸收信号的影响 .在选定的最佳实验条件下 ,测定 Na的特征浓度为 0 .0 4 5 μg/ m L,精密度为 2 .6% ( n=8) .在0 .0 5 0～ 1 .0 μg/ m L范围内 。

便携式钨丝电热原子吸收光谱仪测定天麻中的铅

采用微波消解一小型钨丝电热原子吸收光谱仪在优化条件下测定了天麻中的铅。进样10μL时，检出限为10．1μg/L。对600μg/L铅标准溶液进行5次连续测定，测定结果的相对标准偏差为5．2％。铅的线性范围为100—1500μg／L，回归方程为A=0．0002c-0．0103，线性相关系数r=0．9958。该法测定结果与电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP—OES）测定结果接近，该方法简便、快速，可用于天麻样品中痕量铅的测定。

Z-2000偏振塞曼石墨炉原子吸收光谱仪测定地质样品中的微量金

采用试样经灼烧,王水分解样品,聚氨脂泡沫塑料富集,硫脲解脱,Z-2000偏振塞曼石墨炉原子吸收光谱仪测定微量金。对于石墨管的选择、干燥、原子化、灰化、净化温度和时间进行了讨论,以及影响金的解脱效率因素,与发射光谱法对比等条件的研究。该方法的检出限为0.17ng·g-1,精密度低于8.0%,经国家一级分析标准样品验证,结果与标准值相符。