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Measurements of Nighttime Nitrate Radical Concentrations in the Atmosphere by Long-Path Differential Optical Absorption Spectroscopy 被引量:8
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作者 李素文 刘文清 +3 位作者 谢品华 李昂 秦敏 窦科 《Advances in Atmospheric Sciences》 SCIE CAS CSCD 2007年第5期875-880,共6页
The long-path differential optical absorption spectroscopy (LP-DOAS) technique was developed to mea- sure nighttime atmospheric nitrate radical (NO3) concentrations. An optimized retrieval method, resulting in a s... The long-path differential optical absorption spectroscopy (LP-DOAS) technique was developed to mea- sure nighttime atmospheric nitrate radical (NO3) concentrations. An optimized retrieval method, resulting in a small residual structure and low detection limits, was developed to retrieve NO3. The time series of the NO3 concentration were collected from 17 to 24 March, 2006, where a nighttime average value of 15.8 ppt was observed. The interfering factors and errors are also discussed. These results indicate that the DOAS technique provides an essential tool for the quantification of NO3 concentration and in the study of its effects upon nighttime chemistry. 展开更多
关键词 nitrate radical long-path differential optical absorption spectroscopy detection limits ERRORS
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Simultaneous Monitoring of Nitrogen Dioxide and Aerosol Concentrations with Dual Path Differential Optical Absorption Spectroscopy 被引量:1
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作者 Hayato Saito Yutaro Goto +9 位作者 Yusaku Mabuchi Ilham Alimuddin Gerry Bagtasa Naohiro Manago Hitoshi Irie Ippei Harada Toshihiko Ishibashi Kazunori Yashiro Shumpei Kameyama Hiroaki Kuze 《Open Journal of Air Pollution》 2014年第1期20-32,共13页
Differential optical absorption spectroscopy (DOAS) is a useful technique for measuring nitrogen dioxide (NO2) and aerosol, the most important species in urban environmental pollution. This paper reports on the result... Differential optical absorption spectroscopy (DOAS) is a useful technique for measuring nitrogen dioxide (NO2) and aerosol, the most important species in urban environmental pollution. This paper reports on the results of our dual path DOAS measurements recently conducted in Chiba City, Japan, using xenon flashlights equipped on tall constructions as aviation obstruction lights. Because of the proximity of the southern DOAS path to an industrial area, it is found that the level of air pollution generally increases with the dominance of westerly winds, from the plausible source area to the observation light path. This situation is consistent with the result of wind lidar measurement covering a sector of ±28? with the observation range of approximately 2.8 km. In spite of the fact that the two DOAS paths, having path lengths of 5.5 and 3.5 km each, are located in separated regions of Chiba City, the observed temporal behavior was similar for both nitrogen dioxide and aerosol, though the southern path tends to exhibit slightly higher pollution levels than the northern counterpart. Additionally it is confirmed that size information of aerosol particles can be derived from the DOAS data through the analysis of the wavelength dependence of the aerosol optical thickness, which shows fairly good correlation with the mass ratio between PM2.5 and suspended particulate matter (SPM) obtained from the in-situ sampling station measurement. Thus, the DOAS approach can also be utilized for obtaining information on PM2.5 that is considered to be more harmful to human health than SPM. 展开更多
关键词 differential optical absorption spectroscopy (DOAS) WIND Lidar Urban Air POLLUTION Nitrogen Dioxide AEROSOL PM2.5 SPM
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Novel infrared differential optical absorption spectroscopy remote sensing system to measure carbon dioxide emission 被引量:1
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作者 Ru-Wen Wang Pin-Hua Xie +1 位作者 Jin Xu Ang Li 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第1期353-359,共7页
A CO_2 infrared remote sensing system based on the algorithm of weighting function modified differential optical absorption spectroscopy(WFM-DOAS) is developed for measuring CO_2 emissions from pollution sources. The ... A CO_2 infrared remote sensing system based on the algorithm of weighting function modified differential optical absorption spectroscopy(WFM-DOAS) is developed for measuring CO_2 emissions from pollution sources. The system is composed of a spectrometer with band from 900 nm to 1700 nm, a telescope with a field of view of 1.12?, a silica optical fiber, an automatic position adjuster, and the data acquisition and processing module. The performance is discussed,including the electronic noise of the charge-coupled device(CCD), the spectral shift, and detection limits. The resolution of the spectrometer is 0.4 nm, the detection limit is 8.5 × 10^(20)molecules·cm^(-2), and the relative retrieval error is < 1.5%.On May 26, 2018, a field experiment was performed to measure CO_2 emissions from the Feng-tai power plant, and a twodimensional distribution of CO_2 from the plume was obtained. The retrieved differential slant column densities(dSCDs)of CO_2 are around 2 × 10^(21) molecules·cm^(-2) in the unpolluted areas, 5.5 × 10^(21)molecules·cm^(-2) in the plume locations most strongly affected by local CO_2 emissions, and the fitting error is less than 2 × 10^(20)molecules·cm^(-2), which proves that the infrared remote sensing system has the characteristics of fast response and high precision, suitable for measuring CO_2 emission from the sources. 展开更多
关键词 weighting function modified differential optical absorption spectroscopy(WFM-DOAS) INFRARED instrument CO2 emission SOURCES
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Observation of tropospheric NO_2 by airborne multi-axis differential optical absorption spectroscopy in the Pearl River Delta region,south China
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作者 徐晋 谢品华 +7 位作者 司福祺 李昂 吴丰成 王杨 刘建国 刘文清 Andreas Hartl Chan Ka Lok 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第9期247-251,共5页
An airborne multi-axis differential optical absorption spectroscopic (AMAX-DOAS) instrument was developed and applied to measure tropospheric NO2 in the Pearl River Delta region in the south of China. By combining t... An airborne multi-axis differential optical absorption spectroscopic (AMAX-DOAS) instrument was developed and applied to measure tropospheric NO2 in the Pearl River Delta region in the south of China. By combining the measurements in nadir and zenith directions and analyzing the UV and visible spectral region using the DOAS method, information about tropospheric NO2 vertical columns was obtained. Strong tropospheric NO2 signals were detected when flying over heavilly polluted regions and point sources like plants. The AMAX-DOAS results were compared with ground-based MAX-DOAS observations in the southwest of Zhuhai city using the same parameters for radiative transport calculations. The difference in vertical column data between the two instruments is about 8%. Our data were also compared with those from OMI and fair agreement was obtained with a correlation coefficient R of 0.61. The difference between the two instruments can be attributed to the different spatial resolution and the temporal mismatch during the measurements. 展开更多
关键词 air pollution tropospheric NO2 airborne multi-axis differential optical absorption spectroscopy vertical column
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Measurements of NO_2 mixing ratios with topographic target light scattering-differential optical absorption spectroscopy system and comparisons to point monitoring technique
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作者 王杨 李昂 +6 位作者 谢品华 曾议 王瑞斌 陈浩 裴显 刘建国 刘文清 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第11期285-290,共6页
A topographic target light scattering-differential optical absorption spectroscopy ('IbTaL-DOA~) system is de- veloped for measuring average concentrations along a known optical path and studying surface-near distr... A topographic target light scattering-differential optical absorption spectroscopy ('IbTaL-DOA~) system is de- veloped for measuring average concentrations along a known optical path and studying surface-near distributions of atmospheric trace gases. The telescope of the ToTaL-DOAS system points to targets which are located at known dis- tances from the measurement device and illuminated by sunlight. Average concentrations with high spatial resolution can be retrieved by receiving sunlight reflected from the targets, A filed measurement of NO2 concentration is performed with the ToTaL-DOAS system in Shijiazhuang in the autumn of 2011. The measurement data are compared with con- centrations measured by the point monitoring technique at the same site. The results show that the ToTaL-DOAS system is sensitive to the variation of NO2 concentrations along the optical path. 展开更多
关键词 atmospheric optics target light scattering-differential optical absorption spectroscopy(ToTaL-DOAS) atmospheric trace gas averaging mixing ratio
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基于MAX-DOAS观测的鹤山地区对流层甲醛廓线反演研究
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作者 钱园园 罗宇涵 +7 位作者 周海金 窦科 常振 杨太平 奚亮 汤付颖 徐自强 司福祺 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1781-1788,共8页
甲醛(HCHO)是大气中一种十分重要的痕量气体,它不仅与人类健康和环境密切相关,还在对流层光化学反应中扮演着极其重要的角色。近年来,我国珠三角地区的秋季对流层臭氧及甲醛污染问题较为严重,而对流层甲醛也是分析边界层臭氧形成机理的... 甲醛(HCHO)是大气中一种十分重要的痕量气体,它不仅与人类健康和环境密切相关,还在对流层光化学反应中扮演着极其重要的角色。近年来,我国珠三角地区的秋季对流层臭氧及甲醛污染问题较为严重,而对流层甲醛也是分析边界层臭氧形成机理的关键性指标之一,因此,在珠三角地区开展甲醛观测实验具有十分重要的意义。利用多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)反演了鹤山超级站2019年9月20日至10月3日期间的氧气二聚体(O_(4))与HCHO的差分斜柱浓度(DSCD),使用几何近似法得到了甲醛的大气质量因子(AMF),进而获得了对流层甲醛的垂直柱浓度(VCD)。结果显示,观测期间的对流层甲醛VCD在4.99×10^(13)~6.48×10^(16)molec·cm^(-2)之间波动,平均值为2.18×10^(16)molec·cm^(-2)。将MAX-DOAS反演的对流层甲醛VCD与TROPOMI结果进行了对比,结果表明,MAX-DOAS与TROPOMI结果近乎一致,相关性系数R为0.80,但9月25日与28日的TROPOMI结果偏低了约25%,这可能是由于观测方式不同所导致的。此外,该研究还基于反演的O_(4)与甲醛DSCD,使用基于最优估计算法的海德堡大学廓线反演算法(HEIPRO)反演了观测期间的对流层气溶胶及甲醛廓线,结果表明,甲醛污染主要集中在近地面0~800 m内,观测期间的甲醛污染主要来源于当地的工业及机动车尾气排放。将MAX-DOAS技术反演的近地面甲醛结果与2,4-二硝基苯肼色谱技术测量结果进行了对比,结果表明,两种技术的近地面甲醛结果的一致性较高,均观测到了9月27至29日的近地面甲醛高值(峰值达到了14.31μg·m^(-3)),且相关性系数R为0.88,斜率为0.98,验证了MAX-DOAS技术反演的近地面甲醛结果的可靠性。MAX-DOAS技术可实现对流层甲醛VCD的实时监测,可作为验证星载观测结果的一种重要手段,结合最优估计算法,MAX-DOAS技术还可以实现对流层甲醛廓线的反演。 展开更多
关键词 多轴差分吸收光谱技术 对流层甲醛 最优估计算法 鹤山 卫星校验
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多通池内光程实时校正技术用于甲烷浓度测量的方法研究
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作者 季益敏 谈图 +2 位作者 高晓明 刘锟 王贵师 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3029-3036,共8页
甲烷(CH4)是目前重要的清洁能源之一——天然气的主要成分,然而其具有易燃易爆的特性,因此监测大气和重要场所的CH4浓度有重要意义。激光吸收光谱技术由于其灵敏度高、检测速度快、选择性好和免接触等优势,在气体测量等领域获得广泛应... 甲烷(CH4)是目前重要的清洁能源之一——天然气的主要成分,然而其具有易燃易爆的特性,因此监测大气和重要场所的CH4浓度有重要意义。激光吸收光谱技术由于其灵敏度高、检测速度快、选择性好和免接触等优势,在气体测量等领域获得广泛应用。为了获得更高的测量精度,通常使用光学多通池(MPCs)增加吸收光程(OPL)。对吸收光程的实时准确标定具有重要意义,得到光程的准确值结合其他参数等可通过朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律直接反演出待测气体浓度而避免传统方法中标准气体定标这一复杂步骤。由于前人采用调频连续波(FMCW)和光学频域反射计(OFDR)法等具有结构较为复杂和运算量大等缺陷,提出了一种基于调幅连续波(AMCW)技术的多通池内光程测量方法,具有结构简单和测量速度快等优势,并将其与激光吸收光谱技术结合实现光程和CH4吸收谱的同时测量。主要通过光纤合束器将测光程的中心波长为650 nm的激光和测吸收谱的中心波长为1654 nm的分布式反馈(DFB)激光器发出的激光同时耦合进物理基长为12 cm的多通池内,在出射端分别测量测光程激光振幅调制的相位和测吸收谱激光的光强以同时获得光程和吸收谱信息。测量使用体积分数为297×10-6的CH4标准气体和CH4在6057.1 cm-1附近的吸收谱线。首先对实验所使用的DFB激光器进行工作电流与输出波数的标定,可将吸收谱的横坐标从点数变换为波数。然后调节光线耦合进多通池的入射角度,测量了4组不同光程与吸收谱数据,多通池内光程和吸收峰值分别为1.606 m和0.0212、3.326 m和0.0445、5.050 m和0.0678与6.762 m和0.0899。将所测光程与通过反射次数估算的光程进行线性拟合,相关系数r≈1;将所测光程与吸收峰值进行线性拟合,两者具有良好的线性关系,r≈0.99987。以上数据验证了AMCW技术用于多通池内光程实时测量的可行性与准确性,为激光吸收光谱技术中光程的确定和浓度的测量提供了一种新方法和思路。 展开更多
关键词 甲烷 激光吸收光谱技术 调幅连续波 光程 红外光谱 线性拟合
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Effect of Water Vapor Absorption on Measurements of Atmospheric Nitrate Radical by LP-DOAS 被引量:3
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作者 Su-wen Li Wen-qing Liu +3 位作者 Pin-hua Xie Yi-jun Yang De-bao Chen Zheng Li 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2008年第5期433-437,共5页
During the measurement of atmospheric nitrate radical by long-path differential optical absorption spectroscopy, water vapor strong absorption could affect the measurement of nitrate radical and detection limits of sy... During the measurement of atmospheric nitrate radical by long-path differential optical absorption spectroscopy, water vapor strong absorption could affect the measurement of nitrate radical and detection limits of system. Under the tropospheric condition, the optical density of water vapor absorption is non-linearly dependent on column density. An effective method was developed to eliminate the effect of water vapor absorption. Reference spectra of water vapor based on the daytime atmospheric absorption spectra, when fitted together with change of cross section with water vapor column densities, gave a more accurate fitting of water vapor absorptions, thus its effect on the measurements of nitrate radical could be restricted to a minimum and detection limits of system reached 3.6 ppt. The modified method was applied during an intensive field campaign in the Pearl River Delta, China. The NO3 concentration in polluted air masses varied from 3.6 ppt to 82.5 ppt with an average level of 23.6±1.8 ppt. 展开更多
关键词 Nitrate radical Water vapor absorption long-path differential optical absorption spectroscopy Detection limit
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Effect of Atmospheric Interfering Absorption on Measurement of BTX by DOAS 被引量:1
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作者 Fu-min Peng Pin-hua Xie +3 位作者 Hai-yang Li Ying-hua Zhang Jun-de Wang Wen-qing Liu 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2008年第3期202-210,共9页
It was reported on the elimination of interfering absorption of BTX. the absorption of O2 includes different absorption bands, which change differently when the partial pressure of oxygen is varied. These cause the no... It was reported on the elimination of interfering absorption of BTX. the absorption of O2 includes different absorption bands, which change differently when the partial pressure of oxygen is varied. These cause the nonlinear absorption of O2 and the observed band shape to vary with the column density of O2. The absorption ratios of molecular absorption in each of the Herzberg bands and dimer absorptions, as well as the contribution to the correction error of molecular absorption, are studied based on the characteristic of these absorption bands. The optimized way to eliminate the interfering absorption is obtained in the end and the effectiveness of using interpolation proposed by Volkamer et al. to remove O2 absorption is proved again. As to O2 and SO2, the effect of the thermal effect of characteristic spectra on the elimination error of their absorption is studied. Solutions to these problems are discussed and demonstrated together with methods to optimize the interpolation of spectra. As a sample application, differential optical absorption spectroscopy (DOAS) measurements of BTX are carried out. Results show a low detection limit and the good correlation with point instruments are achieved. All these prove the feasibility of using spectral interpolation to improve the accuracy of DOAS measurements of aromatic hydrocarbons for practical purposes. 展开更多
关键词 differential optical absorption spectroscopy BTX Herzberg band O2 dimer
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基于光致热弹光谱的痕量气体传感技术研究进展
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作者 李新华 贾志超 +1 位作者 许薇 陈祥 《金陵科技学院学报》 2023年第2期64-74,共11页
光致热弹光谱(LITES)技术在痕量气体检测领域的应用性能不断提高。主要介绍了基于不同结构吸收池的LITES痕量气体传感技术、提高系统灵敏度的各种技术手段以及LITES痕量气体传感技术的光强修正方法,并对目前LITES痕量气体传感技术的研... 光致热弹光谱(LITES)技术在痕量气体检测领域的应用性能不断提高。主要介绍了基于不同结构吸收池的LITES痕量气体传感技术、提高系统灵敏度的各种技术手段以及LITES痕量气体传感技术的光强修正方法,并对目前LITES痕量气体传感技术的研究进展进行总结,展望了进一步提高系统检测灵敏度的方法,以期LITES痕量气体传感技术在环境监测、工业安全和生命科学等领域发挥更大的作用。 展开更多
关键词 光致热弹光谱 石英音叉 长光程 痕量气体 传感器
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一种新型的大气污染物消光测量系统 被引量:2
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作者 赵夕渊 祁玉梅 +3 位作者 乔亚东 李旸 王宇航 王凤平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期229-240,共12页
基于光在长光程吸收池中的传输特性,设计了一套新型的大气污染颗粒物消光模拟测量系统。该系统由消光测量装置和大气污染颗粒物模拟装置构成。消光测量装置主要由激光器、开放式Herriot长光程吸收池和光功率计构成。在消光测量装置中,... 基于光在长光程吸收池中的传输特性,设计了一套新型的大气污染颗粒物消光模拟测量系统。该系统由消光测量装置和大气污染颗粒物模拟装置构成。消光测量装置主要由激光器、开放式Herriot长光程吸收池和光功率计构成。在消光测量装置中,开放式Herriot长光程吸收池将某一波长的光经固定角度的镜片多次反射达到增大光程的目的;同时有利于对其内部反射镜表面的清洁,提高消光测量的灵敏度;还能够实时检测用于消光的颗粒物浓度。消光系数通过吸收池入口和出口处监测到的光功率计算获得,光功率的测量中利用差分法降低了激光器本身能量波动带来的误差,提高消光系数测量的准确性。通过与真实大气雾霾情况下激光雷达测量到的消光系数进行对比,验证了所搭建消光模拟测量系统的合理性。 展开更多
关键词 大气光学 大气污染颗粒物 Herriot长光程吸收池 消光系数 折射率
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Advances in multipass cell for absorption spectroscopy-based trace gas sensing technology[Invited] 被引量:6
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作者 刘亚辉 马欲飞 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第3期132-139,共8页
In the field of absorption spectroscopy,the multipass cell[MPC]is one of the key elements.It has the advantages of simple structure,easy adjustment,and high spectral coverage,which is an effective way to improve the d... In the field of absorption spectroscopy,the multipass cell[MPC]is one of the key elements.It has the advantages of simple structure,easy adjustment,and high spectral coverage,which is an effective way to improve the detection sensitivity of gas sensing systems such as tunable diode laser absorption spectroscopy.This invited paper summarizes the design theory and the research results of some mainstream types of MPCs based on two mirrors and more than two mirrors in recent years,and briefly introduces the application of some processed products.The design theory of modified ABCD matrix and vector reflection principle are explained in detail.Finally,trends in its development are predicted. 展开更多
关键词 multipass cell tunable diode laser absorption spectroscopy gas sensing optical path length
原文传递
基于车载差分吸收光谱技术的唐山SO_(2)和NO_(x)污染分布及排放研究
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作者 张之栋 谢品华 +9 位作者 李昂 秦敏 方武 段俊 胡肇焜 田鑫 吕寅生 任红梅 任博 胡峰 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1651-1660,共10页
二氧化硫(SO_(2))和氮氧化物(NO_(x))作为大气中重要的一次排放物,人为活动造成SO_(2), NO_(x)的过度排放会对生态环境和人体健康产生巨大危害,2018年环境保护部就规定了“2+26”城市需要执行大气污染物的特别排放限值,如:燃煤锅炉排放... 二氧化硫(SO_(2))和氮氧化物(NO_(x))作为大气中重要的一次排放物,人为活动造成SO_(2), NO_(x)的过度排放会对生态环境和人体健康产生巨大危害,2018年环境保护部就规定了“2+26”城市需要执行大气污染物的特别排放限值,如:燃煤锅炉排放限值规定的二氧化硫、氮氧化物均为200μg·m-3,因此了解这些城市中SO_(2)和NO_(x)的分布与排放对大气污染防控管制具有重要意义。唐山市作为“2+26”城市中大气污染最为严重的重工业城市之一,近年来实施了多项大气污染防治措施,但空气质量问题仍然严峻。2021年2月26至3月1日,使用基于车载差分吸收光谱技术的移动污染气体监测系统对于唐山市区开展了走航观测实验,获取了走航路径上NO_(x)和SO_(2)的空间立体分布以及走航区域的排放通量。实验结果表明唐山市一环存在多处NO_(2)高值区域,均位于车辆较为集中的立交和路口处。工业园的走航中部分企业存在高NO_(2)、 SO_(2)的排放,且获取的NO_(2)和SO_(2)VCD均值较高,分别是一环的1.75~1.99倍和2.21~3.44倍。结合垂直柱浓度SO_(2)/NO_(2)的比值以及近地面浓度CO/NO_(2)的比值,并用Pearson相关系数确定SO_(2)和NO_(2)柱浓度以及NO_(2)近地面浓度和柱浓度之间的相关性,进一步分析不同区域的主要污染源,结果表明,一环走航获取的SO_(2)/NO_(2)最低为0.42,CO/NO_(2)最高为10.88, NO_(2)地表与柱浓度之间的相关性r达到0.56, 3月1日丰南工业园区走航中,获取的SO_(2)/NO_(2)最高为0.81, CO/NO_(2)最低为7.13, SO_(2)与NO_(2)VCD之间有良好的相关性r为0.787,唐山市一环区域大气污染物以车辆交通尾气排放为主,丰南工业园区大气污染物来源以工业生产过程中高架点源(烟囱)释放的大量NO_(2)和SO_(2)为主。 展开更多
关键词 空间分布 排放通量 污染源 走航观测 差分吸收光谱
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长光程共振式二氧化碳气体光声传感器研究
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作者 李振钢 司赶上 +5 位作者 宁志强 刘家祥 方勇华 程真 斯贝贝 杨长平 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期43-49,共7页
二氧化碳(CO_(2))是植物光合作用的原材料,也是一种温室气体,其过量地排放会影响动植物的生态环境。在碳达峰、碳中和的背景下,研制高灵敏度的CO_(2)检测装置具有重要意义。为了监测大气环境中CO_(2)含量的变化,设计了一种长光程共振式C... 二氧化碳(CO_(2))是植物光合作用的原材料,也是一种温室气体,其过量地排放会影响动植物的生态环境。在碳达峰、碳中和的背景下,研制高灵敏度的CO_(2)检测装置具有重要意义。为了监测大气环境中CO_(2)含量的变化,设计了一种长光程共振式CO_(2)气体光声传感器,并以此搭建了光声检测装置。以中心波长为2004 nm的分布式反馈激光器(DFB)作为激发光源,激光射入由漫反射材料制成的球型吸收腔,在腔内多次反射以增加气体的吸收路径。吸收腔外部被两个高热传导率的铝制半球包裹,降低由池体吸收光能后产生的热噪声。吸收腔上耦合一根声学管,当其工作在一阶纵向共振模态时,光声信号被放大,在管子末端达到极大值。为了进一步增大光声信号,通过饱和加湿样品的方式来加快CO_(2)气体的弛豫速率,加湿后的样品产生的光声信号是干燥样品的2.1倍左右。使用一系列浓度的湿润CO_(2)样品标定光声检测装置,结果表明,光声信号与浓度之间呈现良好的线性关系。在此基础上,通过对标准气体的检测实验,验证了装置的准确性与稳定性。利用Allan方差评估装置在长时间工作下的检测灵敏度,当平均时间为865 s时,检测灵敏度为0.35×10^(-6)。与传统T型光声池相比,光程增加了约20倍,光声信号提升了约6倍。使用装置对室外环境中的CO_(2)进行了共10 h的检测,得到室外CO_(2)的平均浓度约为381×10^(-6)。综上所述,由于长光程、声共振以及加湿样品的有机结合,有效地增大了CO_(2)的光声信号,为气体光声传感器以及检测装置的设计提供了相关参考。 展开更多
关键词 光声光谱 长光程 声共振 弛豫速率
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组合式LED宽带光源灯结构对差分吸收光谱反演的影响和扣除方法研究
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作者 郑尼娜 谢品华 +1 位作者 秦敏 段俊 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3339-3346,共8页
发光二极管(LED)发射光谱窄限制了差分吸收光谱反演波段,难以实现多种气体的同时测量。采用光纤束组合两种紫外LED形成组合式LED宽带光源,应用于DOAS系统实现大气SO_(2)和O_(3)的同步探测。光谱分析显示两种LED灯谱在280~295 nm处发生叠... 发光二极管(LED)发射光谱窄限制了差分吸收光谱反演波段,难以实现多种气体的同时测量。采用光纤束组合两种紫外LED形成组合式LED宽带光源,应用于DOAS系统实现大气SO_(2)和O_(3)的同步探测。光谱分析显示两种LED灯谱在280~295 nm处发生叠加,275~301 nm有明显的灯结构。该灯结构会随着双峰光强比增加而增强,同时向短波方向漂移。实际测量时,外界环境改变会引起两个LED光谱各自独立变化,且二者发射光谱波段内大气消光存在差异。这将导致大气吸收光谱的双峰光强比不断变化,且与灯谱不一致,二者相除难以抵消灯结构。光谱反演结果显示宽带光源灯结构为参考谱参与拟合无法较好地扣除干扰。为扣除测量时LED光谱独立变化对光谱反演的影响,提出采用各LED独立灯结构作为参考谱参与拟合,结果显示SO_(2)和O_(3)拟合残差分别由1%、6‰降低至4‰左右,扣除效果较好。该方法与避开干扰结构相比,拓宽了SO_(2)和O_(3)的反演波段,SO_(2)和O_(3)吸收峰分别增加了1.75倍和1倍,平均拟合误差分别降低了67.5%和37.3%,测量精度明显提高。SO_(2)和O_(3)测量结果与同时段同地区的传统氙灯长光程DOAS系统比较,结果显示二者保持较高一致性,相关性系数R高于95%。结果表明DOAS反演时组合式LED宽带光源灯结构可以通过各LED独立的灯结构来拟合扣除。 展开更多
关键词 差分吸收光谱技术 组合式LED宽带光源 光谱结构扣除 同步探测
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新型舰艇舱室空气质量检测及研究
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作者 隋峰 《舰船电子工程》 2023年第9期207-211,共5页
舰艇舱室空气组分特性是直接影响艇员健康和制约战斗力的关键因素之一[1],目前我国舰艇舱室检测设备存在检测种类不全、测量精度较低、测量重复性差和体积重量大等问题[2~3],为改善此现状,新型密闭与半密闭舱室环境监测设备采用傅里叶... 舰艇舱室空气组分特性是直接影响艇员健康和制约战斗力的关键因素之一[1],目前我国舰艇舱室检测设备存在检测种类不全、测量精度较低、测量重复性差和体积重量大等问题[2~3],为改善此现状,新型密闭与半密闭舱室环境监测设备采用傅里叶红外光谱技术,该设备检测性能能够满足多型舰艇对舱室痕量多组分有害气体实时在线分析与检测的需求,可以为舰艇舱室应用在线大气环境多组分气体分析提供可靠上艇气体分析装备。 展开更多
关键词 舱室空气质量 傅里叶红外 长光程吸收池 多组分痕量气体
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差分吸收光谱技术中吸收截面的测量 被引量:15
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作者 吴桢 虞启琏 +1 位作者 张帆 姚建铨 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期470-472,共3页
描述了影响差分吸收光谱技术 (DOAS)精度的主要因素——吸收截面的测量原理以及自己设计的测量装置 ,并用此装置测量了 SO2 、NO2 和 O3的吸收截面。根据测量结果分析了应用
关键词 术中 测量结果分析 影响 NO2 并用 描述 装置 差分吸收光谱 SO2 DOAS
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差分光学吸收光谱(DOAS)技术在烟气SO_2监测中的应用 被引量:49
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作者 谢品华 刘文清 +3 位作者 郑朝晖 魏庆农 王亚萍 刘建国 《光子学报》 EI CAS CSCD 2000年第3期271-271,共1页
本文将差分光学吸收光谱 (Differential Optical Absorption Spectroscopy,DOAS)技术中的浓度反演方法运用到烟气 SO2 监测中 .利用 SO2 分子在 3 0 0 nm附近具有强吸收的特性 ,测量出烟气 SO2 的吸收光谱 ,用 DOAS方法反演出 SO2 分子... 本文将差分光学吸收光谱 (Differential Optical Absorption Spectroscopy,DOAS)技术中的浓度反演方法运用到烟气 SO2 监测中 .利用 SO2 分子在 3 0 0 nm附近具有强吸收的特性 ,测量出烟气 SO2 的吸收光谱 ,用 DOAS方法反演出 SO2 分子的浓度 ,消除了烟气中烟尘、水汽和其它成分的影响 ,使在线实时测量成为可能 ,在实验室内对几种 SO2 分子浓度样气进行了测量和浓度反演 . 展开更多
关键词 差分光学吸收光谱 监测 大气 烟气 二氧化硫
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基于二极管阵列PDA的紫外可见差分吸收光谱(DOAS)系统的研究 被引量:38
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作者 秦敏 谢品华 +8 位作者 刘建国 刘文清 方武 陆钒 李昂 陆亦怀 魏庆农 窦科 张为俊 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1463-1467,共5页
介绍了一种自行研制的长程差分光学吸收光谱(DOAS)系统,该系统采用光电二极管阵列(PDA)作为光谱检测器,代替结构较为复杂的光电倍增管(PMT)加扫描圆盘的SD检测器,并对该系统检测器的偏置、暗电流、噪声、线性以及光谱仪的分辨率、光谱... 介绍了一种自行研制的长程差分光学吸收光谱(DOAS)系统,该系统采用光电二极管阵列(PDA)作为光谱检测器,代替结构较为复杂的光电倍增管(PMT)加扫描圆盘的SD检测器,并对该系统检测器的偏置、暗电流、噪声、线性以及光谱仪的分辨率、光谱范围等性能进行了测试,同时对SO2,NO2等大气污染物进行了外场的测定,确定出相应光程下该系统测量SO2,NO2的最低检测限。 展开更多
关键词 光电二极管阵列(PDA) 差分光学吸收光谱(DOAS) 系统
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被动差分吸收光谱法测量区域内污染气体排放通量的方法研究 被引量:19
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作者 李昂 谢品华 +2 位作者 刘文清 刘建国 窦科 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期28-32,共5页
研究了一种基于被动差分吸收光谱技术(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)测量区域(如工业区,城市)内SO2等大气污染气体排放通量的光学遥测方法。采用安装在汽车上的被动DOAS系统围绕区域进行扫描测量,通过被动DOAS光... 研究了一种基于被动差分吸收光谱技术(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)测量区域(如工业区,城市)内SO2等大气污染气体排放通量的光学遥测方法。采用安装在汽车上的被动DOAS系统围绕区域进行扫描测量,通过被动DOAS光谱处理方法对系统采集的天顶太阳散射光谱进行处理获取污染气体柱密度,再结合测量时段的气象(风场)信息获得该区域内污染气体对外的净排放通量。文章着重描述了获得污染气体柱密度的差分吸收光谱方法以及区域内污染气体净排放通量的计算方法,并构建了车载被动DOAS系统对北京市五环路以内区域的SO2和NO2排放进行外场测量,测得了该区域内SO2和NO2净排放通量分别为1.13×104和9.3×103kg.h-1。实验结果表明这种基于被动DOAS的光学遥测方法能够用于区域内污染气体排放通量的快速测量。 展开更多
关键词 被动差分吸收光谱法 污染源 排放通量
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