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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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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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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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MAX-DOAS重建NO_(2)竖直平面分布的方法研究
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作者 常振 钟鸣宇 +5 位作者 苏静明 司福祺 王煜 周海金 窦科 张泉 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2413-2418,共6页
多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS)结合计算机断层重建算法可获取目标痕量气体的空间分布情况。为研究在具有背景浓度的条件下,如城市背景下某个竖直截面上重建NO_(2)空间分布的可行性,设计了气体浓度可控条件下的验证性实验;证明了利用MAX-... 多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS)结合计算机断层重建算法可获取目标痕量气体的空间分布情况。为研究在具有背景浓度的条件下,如城市背景下某个竖直截面上重建NO_(2)空间分布的可行性,设计了气体浓度可控条件下的验证性实验;证明了利用MAX-DOAS在竖直平面重建NO_(2)气体分布的可行性。将充入标准气体的JGS1石英玻璃样品池作为研究对象,使用两台MAX-DOAS采集光谱数据。将气体浓度的梯度作为先验信息,利用经典的ABOCS算法和Barzilai-Borwein算法重建了竖直平面内的NO_(2)气体分布,验证了利用MAX-DOAS在竖直平面内重建NO_(2)气体空间分布的可行性,同时确定了背景浓度对重建结果的影响。研究结果表明,以天空为背景的光谱作为参考谱和以空样品池为背景作为参考谱,反演得到的NO_(2)浓度非常接近,因此研究对象中的样品池容器在NO_(2)竖直平面分布重建方法中对实验结果的影响可以忽略。实验中以市区为背景的MAX-DOAS具有较高的背景浓度,特别是在仰角较低的情况下NO_(2)背景浓度几乎达到6×10^(16)molec·cm^(-2),以城市郊区没有明显的污染源为背景的MAX-DOAS,背景浓度较低可以忽略。重建结果显示,当仰角为28°时,气体沿光路的平均分子数密度为3.9327×10^(15)molec·cm^(-2),且在样品池内下部密度大,上部密度小;重建得到的SCD和测量得到的SCD符合比较好,计算结果显示重建得到的气体分子数密度的峰值为5.77×10^(15)molec·cm^(-2),与以城市郊区为背景的MAX-DOAS反演结果较为接近,而以市区为背景时,特别是仰角较小时,NO_(2)背景浓度特别明显,重建结果比测量结果的值小很多。结果表明,背景浓度在重建图像中表现为伪影,影响对气体分布的观察,而如果在重建算法时加入利用样品池内外气体存在浓度突变这一先验信息,能够减轻背景浓度对重建结果造成的影响。 展开更多
关键词 差分吸收光谱 浓度重建 多轴差分吸收光谱 迭代算法 数据拟合
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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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DOAS方法在线测量污染气体浓度的温度与非线性补偿 被引量:8
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作者 邵理堂 王式民 +1 位作者 汤光华 许传龙 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1518-1523,共6页
差分吸收光谱法(DOAS)应用于固定污染源烟气排放监测时,烟气温度及气体的非线性吸收对准确测量气体浓度影响较大,必须对温度及非线性吸收的影响进行修正。文中分别提出了新的温度补偿及新的非线性补偿方法,即将不同温度下气体的分子数... 差分吸收光谱法(DOAS)应用于固定污染源烟气排放监测时,烟气温度及气体的非线性吸收对准确测量气体浓度影响较大,必须对温度及非线性吸收的影响进行修正。文中分别提出了新的温度补偿及新的非线性补偿方法,即将不同温度下气体的分子数密度与20℃下气体的分子数密度之比与温度的对应关系拟合出温度补偿函数,将气体实际浓度所对应的分子数密度与反演结果所对应的分子数密度之比与反演结果之间的对应关系拟合成非线性补偿函数,利用这两个补偿函数对浓度反演结果进行补偿。对14914mg/m^3的SO_2气体在70~170℃温度范围内的实验研究结果表明,新的温度补偿及非线性补偿函数能很好的补偿温度及非线性的影响,具有较高的气体浓度反演精度。 展开更多
关键词 差分吸收光谱 温度影响 温度补偿 非线性吸收 非线性补偿
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DOAS谱线波长配准存在的问题及解决方法 被引量:8
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作者 宋炳超 刘文清 +1 位作者 张玉钧 郑朝晖 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期680-684,共5页
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... 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. 展开更多
关键词 doas 光谱测量 差分光学吸收光谱 谱线漂移 波长配准
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化学发光法和DOAS测定NO_x的对比研究 被引量:13
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作者 陈代胜 张莉君 鲍建国 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期50-52,共3页
分析了化学发光法和差分吸收光谱法(DOAS)测定环境中氮氧化物的原理及相应分析仪器的系统结构,指出了化学发光法氮氧化物分析仪的技术瓶颈及差分吸收光谱法的难点和关键技术。并对两种方法的优缺点及发展趋势进行分析。实验表明,化学发... 分析了化学发光法和差分吸收光谱法(DOAS)测定环境中氮氧化物的原理及相应分析仪器的系统结构,指出了化学发光法氮氧化物分析仪的技术瓶颈及差分吸收光谱法的难点和关键技术。并对两种方法的优缺点及发展趋势进行分析。实验表明,化学发光法与差分吸收光谱法测定的结果具有很好的相关性。 展开更多
关键词 化学发光法 doas NOx
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奥运期间北京市交通污染的DOAS监测与分析 被引量:6
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作者 李素文 刘文清 +2 位作者 秦敏 刘世盛 王峰平 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期118-121,共4页
采用差分吸收光谱(DOAS)这一光学遥感技术,对2008年奥运期间北京海淀区福寿寺桥位置的交通排放进行实时监测,获得自2008年7月6日至9月21日大气主要污染物SO_2、NO_2、光化学烟雾的重要产物0_3和苯的体积分数,并与微脉冲雷达获得的车流... 采用差分吸收光谱(DOAS)这一光学遥感技术,对2008年奥运期间北京海淀区福寿寺桥位置的交通排放进行实时监测,获得自2008年7月6日至9月21日大气主要污染物SO_2、NO_2、光化学烟雾的重要产物0_3和苯的体积分数,并与微脉冲雷达获得的车流量进行数据融合,评估机动车对奥运期间北京空气质量的影响。结果表明,监测位置NO_2和苯释放源主要为交通排放,0_3的生成主要与其前体物和光辐射相关,而SO_2和车流量没有明显的相关性。研究表明,机动车排放仍是北京主要污染源之一。 展开更多
关键词 环境工程学 污染监测 北京奥运会 交通排放 差分吸收光谱(doas)
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DOAS系统设计及数据处理 被引量:6
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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 2003年第5期490-493,505,共5页
差分吸收光谱技术 DOAS由于具有高灵敏度、高分辨率、多组分、实时、快速监测的特点 ,正在成为大气污染监测的理想工具。这里比较了 DOAS相对于传统点探测的优点 ,介绍了自行设计的 DOAS仪器硬件系统以及数据处理过程。
关键词 差分吸收光谱技术 数据处理 doas 大气监测
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DOAS技术中差分吸收光学密度获取方法 被引量:4
11
作者 李素文 刘文清 +3 位作者 杨一军 李淮江 侯俊钦 司福祺 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期50-53,共4页
针对差分吸收光谱技术(DOAS)获取差分吸收光学密度(OD)的技术特点,本文提出采用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)来逼近DOAS测量谱中慢变成分,并依次获得痕量气体差分吸收光学密度。该方法根据DOAS系统获得测量谱的特点进行自适应调整网... 针对差分吸收光谱技术(DOAS)获取差分吸收光学密度(OD)的技术特点,本文提出采用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)来逼近DOAS测量谱中慢变成分,并依次获得痕量气体差分吸收光学密度。该方法根据DOAS系统获得测量谱的特点进行自适应调整网络参数,因此能较精确地分离慢变部分和快变部分。利用SO2样气进行实验,结果表明ANIFIS比多项式函数更为灵活。基于AINFIS网络获取的OD进行浓度反演,提高了DOAS反演精度。 展开更多
关键词 doas 差分吸收光学密度 自适应神经模糊推理系统 慢变 逼近
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LP-DOAS测量乙二醛时大气中干扰吸收的去除(英文) 被引量:3
12
作者 彭夫敏 罗涛 +3 位作者 袁玉鹏 裘灵光 谢品华 刘文清 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1889-1895,共7页
针对利用长光程差分吸收光谱技术在实现对大气中乙二醛实时监测中,一些干扰结构(Xe灯结构,H2O、NO2和O4干扰吸收)对长光程差分吸收光谱技术的影响,讨论了乙二醛的光谱反演方法对干扰吸收的准确去除.针对Xe灯结构由于压力和多普勒展宽程... 针对利用长光程差分吸收光谱技术在实现对大气中乙二醛实时监测中,一些干扰结构(Xe灯结构,H2O、NO2和O4干扰吸收)对长光程差分吸收光谱技术的影响,讨论了乙二醛的光谱反演方法对干扰吸收的准确去除.针对Xe灯结构由于压力和多普勒展宽程度等的变化而引起的Xe灯结构的非线性变化,采用不同时刻的参考灯谱通过光谱插值的方式准确去除,其去除误差引起的剩余结构可降低到比乙二醛的最低理论检测限低3倍;针对H2O的非线性吸收以及特征吸收结构随柱浓度的不同而变化的特点,采用较高和较低浓度H2O吸收光谱插值的方法准确去除了严重干扰乙二醛准确反演的H2O的吸收结构,其去除误差引起的剩余结构可降低到比乙二醛的最低理论检测限低10倍;另外,对于在此波段存在干扰的NO2和O4的吸收结构也实现了准确地去除.干扰结构的准确去除使DOAS对乙二醛的监测实现了较低的实际检测限(0.15ppbv)和较低的测量误差(~10%).最后,在广州郊区对实际大气进行了实际监测,其浓度范围在低于检测限到1.66ppbv之间,与文献报道的浓度范围和变化趋势十分吻合. 展开更多
关键词 长光程差分吸收光谱 乙二醛 挥发性有机物 光谱插值
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MAX-DOAS仪器观测大气Ring效应及对气溶胶参数的敏感性研究 被引量:2
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作者 牟福生 谢品华 +6 位作者 李昂 王杨 吴丰成 徐晋 张杰 陈浩 孙友文 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2725-2731,共7页
Ring效应是指大气中O_2和N_2分子对太阳光的转动拉曼散射致使太阳夫琅禾费结构变浅(被填充)的现象。大气气溶胶能够改变光子在大气中的光程和大气散射性质,进而影响到光子发生转动拉曼散射的几率(RSP),最终影响填充效应。通过观测RSP在... Ring效应是指大气中O_2和N_2分子对太阳光的转动拉曼散射致使太阳夫琅禾费结构变浅(被填充)的现象。大气气溶胶能够改变光子在大气中的光程和大气散射性质,进而影响到光子发生转动拉曼散射的几率(RSP),最终影响填充效应。通过观测RSP在不同气溶胶状态下的变化,可以反演得到气溶胶参量信息。采用地基多轴差分吸收光谱(multi-axis differential optical absorption spectroscopy,MAX-DOAS)方法在晴朗无云天气下对Ring效应进行了观测,并把测量值和模型值进行了对比,两者一致性较好;选取大气辐射传输模型McArtim研究了在不同大气条件下Ring效应对气溶胶参数等的灵敏度,结果表明在大多数测量情况下,气溶胶光学厚度和边界层高度对RSP影响较大,在90°仰角时,AOD从0.1增加到1,RSP减少了24.6%,边界层高度从1km增加到3km,RSP增加了4.4%。研究表明,Ring效应对气溶胶光学厚度和边界层高度较为敏感,这为反演气溶胶的垂直分布提供了一种新方法。 展开更多
关键词 Ring效应 转动拉曼散射几率 气溶胶参量
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强烟尘水滴干扰下DOAS法在线测量NO质量浓度的研究 被引量:1
14
作者 王珊珊 蔡小舒 苏明旭 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期875-881,共7页
在高浓度烟尘、水汽液滴和NO共存的工况下,采用差分吸收光谱法研究和分析了不同质量浓度NO的吸收光谱特性,提出了一种基于差分吸收光谱法的NO质量浓度反演算法;同时,利用信噪比对小波分解时小波母函数的选取进行了比较.结果表明:在对NO... 在高浓度烟尘、水汽液滴和NO共存的工况下,采用差分吸收光谱法研究和分析了不同质量浓度NO的吸收光谱特性,提出了一种基于差分吸收光谱法的NO质量浓度反演算法;同时,利用信噪比对小波分解时小波母函数的选取进行了比较.结果表明:在对NO吸收光谱进行小波分解后,即使在干扰颗粒质量浓度较大时,某些特征波长点处的小波系数高频细节分量与未受干扰的NO吸收光谱的小波系数高频细节分量有较好的重合;通过对小波分解时小波母函数选取的比较,可以获得适用于此反演算法的最优小波母函数sym10,它可以有效消除烟尘、水汽液滴的干扰影响,而且测量误差在允许范围内,能够满足烟尘排放监测要求. 展开更多
关键词 环境检测 差分吸收光谱法 NO 小波分解 小波母函数 质量浓度反演
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基于差分光学吸收光谱DOAS自动监测技术 被引量:2
15
作者 鲍雷 黄伟 《中国仪器仪表》 2014年第12期17-20,共4页
差分光学吸收光谱DOAS主要分为主动DOAS和被动DOAS2种监测技术。介绍主动DOAS技术测量大气污染气体浓度的基本原理以及收发一体的DOAS系统的设计,还对新兴发展可用于区域大气污染监测和大气成分垂直探测的被动DOAS探测技术的基本原理和... 差分光学吸收光谱DOAS主要分为主动DOAS和被动DOAS2种监测技术。介绍主动DOAS技术测量大气污染气体浓度的基本原理以及收发一体的DOAS系统的设计,还对新兴发展可用于区域大气污染监测和大气成分垂直探测的被动DOAS探测技术的基本原理和计算方法进行阐述,并对该类仪器进行简要介绍。 展开更多
关键词 差分光学吸收光谱法 主动doas 被动doas 原理 仪器
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深紫外波段苯的差分光学吸收光谱DOAS定量方法研究 被引量:6
16
作者 叶凯迪 秦敏 +6 位作者 方武 段俊 唐科 孟凡昊 张鹤露 谢品华 徐文斌 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3007-3013,共7页
取代基通过取代苯环上的H原子形成不同苯系物(苯、甲苯、二甲苯等),其共有结构苯环上的不固定π键电子受到激发,使得苯系物在紫外波段240~280 nm具有明显的特征吸收结构,鉴于此大气中的苯及相关的苯系物可以通过差分光学吸收光谱(DOAS)... 取代基通过取代苯环上的H原子形成不同苯系物(苯、甲苯、二甲苯等),其共有结构苯环上的不固定π键电子受到激发,使得苯系物在紫外波段240~280 nm具有明显的特征吸收结构,鉴于此大气中的苯及相关的苯系物可以通过差分光学吸收光谱(DOAS)方法来进行定量,但采用该波段测量需要考虑以下问题:首先是氧气(O_(2))的吸收干扰问题,苯(C_(6)H_(6))在该波段的吸收截面与O_(2)在243~287 nm Herzzberg带相互重叠,且O_(2)的特征光谱结构随O_(2)的浓度不同而变化,导致O_(2)的吸收光学密度与O_(2)的浓度不成线性关系。其次,苯系物结构上的相似性使其在紫外波段的特征吸收结构差别较小并且相互重叠,从而对C_(6)H_(6)的拟合产生干扰。此外,除了O_(2)和苯系物以外,还有臭氧(O_(3))、二氧化硫(SO_(2))等干扰。C_(6)H_(6)在195~208 nm的深紫外波段具有较大的吸收截面(2.417×10^(-17)cm^(2)·molecule-1),为240~260 nm处截面大小(2.6×10^(-18)cm^(2)·molecule^(-1))的9倍左右,针对C_(6)H_(6)在深紫外195~208 nm波段的吸收特征,开展便携式DOAS定量方法研究,采用该波段进行C_(6)H_(6)的光谱定量分析并应用到实际的外场观测。通过建立C_(6)H_(6)与干扰气体SO_(2),氨(NH_(3)),二硫化碳(CS_(2))和一氧化氮(NO)的差分吸收截面的二维相关性矩阵,获取C_(6)H_(6)光谱定量的最优反演波段。通过开展实验室条件下C_(6)H_(6),SO_(2)和NH_(3)不同浓度配比的混气实验对195~208 nm波段反演C_(6)H_(6)的效果进行评估。实验结果显示,采用195~208 nm波段进行光谱反演的探测限为17.6μg·m^(-3),光谱反演浓度与理论浓度的相对测量误差均小于5%且RSD(相对标准偏差)小于3%,同时与240~260 nm波段反演结果进行对比,相对误差小于5%。在外场实际情况下,利用便携式DOAS系统获取190~300 nm的大气测量光谱,通过DOAS方法解析并结合GPS信息,获得了某化工园区C_(6)H_(6)的污染浓度分布,实验结果表明采用195~208 nm深紫外波段同样能适用于对C_(6)H_(6)的光谱定量,与240~260 nm波段反演结果进行对比,二者的相关性达到了0.98且相对误差小于10%。 展开更多
关键词 差分光学吸收光谱 doas 深紫外
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基于DOAS的机动车NO排放检测优化设计 被引量:3
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作者 尚明辉 何致远 王子辉 《浙江科技学院学报》 CAS 2017年第6期464-469,475,共7页
基于紫外差分吸收光谱(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)技术,引入最小二乘法实现对机动车排气烟羽中的NO气体检测。利用DOAS测量原理和差分光路,在自制试验平台上注入给定标准体积分数的NO气体,通过对光谱数据采集... 基于紫外差分吸收光谱(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)技术,引入最小二乘法实现对机动车排气烟羽中的NO气体检测。利用DOAS测量原理和差分光路,在自制试验平台上注入给定标准体积分数的NO气体,通过对光谱数据采集及理论优化设计,确定目标函数,获取NO差分吸收度随体积分数变化规律及反演计算理论方法,为消除非线性干扰,利用多项式拟合方法实现NO气体体积分数测量结果的非线性补偿。试验与分析计算结果表明,所提出的方法对NO气体体积分数测量达到了优化的效果,提升了检测的准确性和稳定性,因此具有实际应用价值。 展开更多
关键词 紫外差分吸收光谱 一氧化氮检测 机动车尾气检测 检测理论与试验
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Effect of spectral resolution on the measurement of monoaromatic hydrocarbons by DOAS 被引量:2
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作者 PENG Fumin XIE Pinhua +4 位作者 ZHANG Yinghua ZHU Yanwu SI Fuqi LIU Wenqing WANG Junde 《Journal of Environmental Sciences》 SCIE EI CAS CSCD 2008年第5期632-640,共9页
The excellent response characteristics and detection sensitivity with much lower operational cost and the capability to discriminate between the isomer of some monoaromatic hydrocarbons (MAHCs) make differential opt... The excellent response characteristics and detection sensitivity with much lower operational cost and the capability to discriminate between the isomer of some monoaromatic hydrocarbons (MAHCs) make differential optical absorption spectroscopy (DOAS) a powerful tool to trace concentration variation of MAHCs. But due to the similarity in chemical structure, those MAHCs have the similar overlapped characteristic absorption structures, which make the selection of instrumental parameter critical to the accurate detection of MAHCs. Firstly, the spectral resolution used in DOAS system determines the nonlinear absorption of O2 and the mass dependence of characteristic absorption structure; thereby it determines the effect of elimination error of O2 absorption in the atmospheric spectra for the detection of MAHCs. Secondly, spectral resolution determines the differential absorption characteristics of twelve MAHCs representing major constituents in technical solvents used in the automobile industry and the interference of spectral overlapping. Thirdly, the spectral resolution determines the sensitivity, time resolution and linear range. So the spectral resolution range with the best ratio of signal to noise is used to determine the most suitable spectral resolution range, as well as the spectral resolution range that ensure the characteristic absorption structure of MAHCs and the minimization of O2 absorption interference. Finally, 0.15-0.16 nm (FWHM: full width at half maximum) is assumed to be closest to the optimum spectral resolution and it is confirmed by the results of practical measurement of MAHCs by DOAS. 展开更多
关键词 differential optical absorption spectroscopy doas monoaromatic hydrocarbons (MAHCs) spectral resolution characteristic absorption structure
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DOAS方法在连续排放污染源及过程气体在线监测中的实现 被引量:13
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作者 SVANTE Wallin 黄兆开 范海华 《环境工程技术学报》 CAS 2011年第1期38-45,共8页
分析DOAS原理和DOAS系统设计表明,DOAS系统可以监测从紫外(UV)波段到红外(IR)波段的多种气体浓度。经TV认证机构测试,DOAS系统性能符合监测标准,适用于普通固定污染源和垃圾焚烧厂烟气排放连续监测,尤其在监测Hg,HCl,NH3和HF等气体时有... 分析DOAS原理和DOAS系统设计表明,DOAS系统可以监测从紫外(UV)波段到红外(IR)波段的多种气体浓度。经TV认证机构测试,DOAS系统性能符合监测标准,适用于普通固定污染源和垃圾焚烧厂烟气排放连续监测,尤其在监测Hg,HCl,NH3和HF等气体时有明显优势。采用多通道技术可以只使用一台主机同时监测多个测点。DOAS系统可以在高温、腐蚀性强和含尘量高的环境中正常工作,使过程工艺气体在线监测得以实现。DOAS系统还可以监测不同位置不同浓度的气体。无需采样、反应速度快、多组分多通道的特点为DOAS系统有更广阔的应用奠定了基础。 展开更多
关键词 差分吸收光谱法(doas) 在线监测 固定污染源烟气排放连续监测 过程气体
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基于FTIR和UV-DOAS联用技术的烟气在线监测系统的应用研究 被引量:5
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作者 盛润坤 陈晨 +1 位作者 王大伟 许海龙 《中国环保产业》 2020年第7期64-67,72,共5页
文章介绍了基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)和紫外差分吸收光谱(UV-DOAS)联用技术的烟气在线监测系统。实验证明UV-DOAS技术在检测过程中不会受到H2O的干扰影响,可用来精确计算NO、NO2和SO2的浓度,FTIR技术可根据偏最小二乘法(PLS)计算得... 文章介绍了基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)和紫外差分吸收光谱(UV-DOAS)联用技术的烟气在线监测系统。实验证明UV-DOAS技术在检测过程中不会受到H2O的干扰影响,可用来精确计算NO、NO2和SO2的浓度,FTIR技术可根据偏最小二乘法(PLS)计算得到CH4、HCl、HF、CO、CO2等其他烟气污染物的浓度,两种监测技术并行,可自由切换。经过长时间测量,各组分气体零点漂移均小于2%F.S,说明系统具有良好的稳定性,能够实现对高温高湿现场烟气污染物的精确测量。 展开更多
关键词 傅里叶变换红外光谱技术 紫外差分吸收光谱技术 水汽干扰 烟气在线监测
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