基于离散频谱校正的差分吸收光谱数据处理方法研究

差分吸收光谱法(DOAS)常利用傅里叶变换滤波法来滤除光谱数据中的噪声,但因其频率分辨率的限制,致其幅值误差较大,从而影响气体的测量精度。提出了一种离散频谱校正的差分吸收光谱数据处理方法,利用离散频谱主瓣内的谱线重心求出峰值的坐标,对幅值误差进行补偿,提高气体的测量精度。对不同浓度的SO_(2)气体进行了浓度反演实验,结果表明:频谱校正法的反演误差小于5%,相对于传统的最小二乘法和傅里叶变换滤波法误差分别减少0.36%和0.88%;在谱线漂移两个采样间隔为0.28 nm时,传统最小二乘法的平均误差为31.8%,频谱校正法的最大误差则为3.8%,效果明显优于前者。

DOAS谱线波长配准存在的问题及解决方法

由于系统光学部分的干扰(衍射光栅的不完善和光谱仪散射光)的存在,引起测量谱线的抖动.这将在差分光学吸收光谱(DOAS)谱线信号中产生人为结构,这些结构与污染气体的特征差分吸收区很难区分开,这种噪声的显著特点是在一段时间内是稳定的,因此它的值不能通过通常的时间平均消除掉.然而,当灯光源直接照射接收系统(不通过空气光路)时,灯信号中的人为结构与从实测光路信号谱中的相似结构具有很大的相关性.因此应用实测光路信号除以灯谱信号在很大的程度上消除噪声的影响.但是采用该方法时,若所使用的光源谱线结构起伏较大,对灯谱和信号谱的坐标一致性要求将非常高,否则对吸收光谱的计算会带来更多的影响.本文通过对该问题的研究提出了两种解决方案,通过实验证明可以有效地减小谱线偏移带来的分析误差.

基于频谱校正的傅里叶变换滤波差分吸收光谱监测实验研究

在差分吸收光谱(DOAS)傅里叶变换(FFT)滤波数据处理中引入频谱校正,针对单组分SO2和NO2气体进行了实验研究,并进行了模拟谱线漂移的实验.结果表明:对于单组分SO2和NO2气体,传统的最小二乘法与校正FFT滤波法均能取得不错的效果,误差在5%以下,但校正FFT滤波法较FFT滤波法的效果更好;在漂移2个波长时校正FFT滤波法的最大误差为3.65%,传统最小二乘法的平均误差为32.80%,前者效果明显优于后者.

被动多轴差分吸收光谱技术监测大气NO_2垂直廓线研究

痕量气体垂直廓线的监测,对大气污染研究具有重要意义。介绍了被动多轴差分吸收光谱(MAX-DOAS)技术监测痕量气体垂直廓线的光学遥感方法。研究中MAX-DOAS测量多个角度的斜柱浓度、结合大气辐射传输模型,利用最优估算法反演出痕量气体垂直廓线,并对最优估算法参数选取和反演评估进行了详细描述。将该技术应用于合肥地区NO2垂直廓线的监测:通过与长光程差分吸收光谱仪的测量结果对比,相关系数达到0.80。该技术为大气环境立体监测提供了一种简便的方法。

DOAS监测排放烟气浓度时谱线漂移处理方法研究

差分吸收光谱法(DOAS)是利用气体在紫外可见光波段对光具有选择吸收的特性来测量气体浓度的一种方法。DOAS法连续监测系统的核心是软件部分,由于吸收谱线漂移现象的存在,光谱解析算法的改进对污染气体浓度的计算带来很大的影响。基于DOAS法研究监测排放烟气浓度时谱线漂移对浓度计算的影响,并提出将相关函数和相关系数结合参与浓度计算,实验的结果表明,可以有效地减小谱线漂移时浓度计算的误差。