摘要：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

摘要：本文基于差分吸收光谱技术以烟气监测为背景阐述了采用HAMAMATSU公司的S3923型NMOS图象传感器搭配AL-TERA公司的经济型FPGA构建光谱信号采集处理系统的设计方案。并在实践中实现了图象传感器的时序控制及SOPC系统的初步设计和部分仿真验证。

摘要：传统差分吸收光谱法(DOAS)对于H2S气体浓度检测原理简单,检测精准,反应速度较快,但在低浓度、光程较短的环境中会产生较大的误差。本文在传统的差分吸收算法的基础上,采用遗传算法对低浓度H2S气体进行反演,但遗传算法容易发生过早收敛,从而陷入局部最优,因此设计了灾变优化后的遗传算法对H2S气体浓度进行反演。结果表明,该方法对低浓度H2S气体有较高的测量精确度,与传统的差分吸收光谱法结合可得到更宽的检测范围。

摘要：差分吸收光谱技术(DOAS)是利用气体分子在紫外/可见波段的特征吸收来精确解析其浓度的光学方法,在大气污染成分探测方面具有广泛的应用。将差分吸收光谱法与多次反射池技术相结合,研制出了便携式污染气体在线连续监测仪,阐述了系统的工作原理和设计方法,并通过不同浓度的SO2标准气体对系统进行了测试。结果表明,该仪器可满足污染源、污染泄漏、应急监测的要求。

摘要：根据大气中污染气体SO_2和NO_2在紫外波段的光谱吸收特性,利用差分吸收光谱技术(DOAS),研制了大气环境质量在线连续检测系统。本文详细介绍了该系统的检测原理和设计。系统能快速、实时、高精度地监测大气中痕量污染气体的浓度,为环境监测和保护提供可靠的数据。对比试验表明,该系统设计合理,能满足空气质量在线连续监测的要求。

摘要：人类活动对环境的破坏致使环境的恶化,恶化的环境反作用于人类,给人类的生存和活动造成威胁,迫使人类进行自省,并设计各式各样的系统对环境进行监测,用以改善环境。目前,利用差分吸收光谱方法反演对大气环境污染源进行监测的应用较多。本文简要说明了差分吸收光谱法的基本原理和特点,阐述了差分吸收光谱反演方法在环境监测系统中的应用。

摘要：从紫外差分吸收光谱法气体室的应用性,分析了该气体室的结构特征以及制作工艺性;采用尺寸链的计算方法确定了准直器组件的结构尺寸;依据实践,计算出筒体零件两端的同轴度上限;对透镜的维护做了专门设计,分析了气体室测量光程对分析仪器吸光度影响,总结了今后气体室研发的路径。

摘要：针对现有差分吸收光谱(DOAS)大气监测系统紫外光强不足,信噪比不高等问题,研制了基于光纤收发一体的紫外增强DOAS大气监测系统。该系统在光纤收发一体结构的基础上进行了改进优化,并采用紫外增强氙灯作为系统光源,改进了系统光源耦合设计,用角反射镜阵列替代单个角反射镜。对优化的DOAS系统进行了紫外光强外场测试,结果显示,单光程为135 m下光谱仪积分时间仅为15 ms,接收光强能达到最大量程的80%以上。采用SO2、NO2标气对系统进行了标定实验,并利用系统对大气污染物SO2、NO2进行了连续监测,结果表明系统性能先进,完全满足雾霾等能见度低的天气下大气在线监测要求。

摘要：苯作为挥发性有机化合物(VOCs)的重要组成部分,其大气污染状况日益引起人们的关注,中红外波段通常是分子的基频指纹吸收区,已成为痕量气体检测的重要波段,而差分吸收激光雷达是探测大气痕量气体的重要手段,故针对区域性苯浓度实时遥感问题,提出基于中红外带间级联激光器(ICL)的探测大气苯浓度路径积分型差分吸收(IPDA)激光雷达系统。首先,在分析IPDA激光雷达的探测原理的基础上,构建了IPDA激光雷达的反演算法及其误差分析模型。其次,详细分析来自HITRAN数据库的中红外3100 cm^(-1)附近苯以及主要干扰气体(如HCl,CH_(4)和H_(2)O)的吸收光谱,结合HCl和CH_(4)着重考虑了H_(2)O对探测结果的影响,选择IPDA激光雷达的测量波长和参考波长分别为3090.89和3137.74 cm^(-1)。再次,基于两个连续波ICL,设计了探测大气苯浓度IPDA激光雷达系统,并可通过控制温度和驱动电流调谐激光器的输出波长,使其波长分别稳定在强吸收谱区和弱吸收谱区,并设计了基于中红外衍射光栅的光谱分光子系统,以实现双波长接收信号的同步探测。最后,基于标准大气模型,仿真分析了不同路径长度、能见度和水汽浓度情况下激光雷达的探测性能,并搭建中红外波段检测气体池开展了测试实验,以验证该IPDA激光雷达系统的可行性。仿真及实验结果分析表明,当大气能见度为5 km,水汽浓度低于0.4%时,苯的浓度路径积(CL)在0.1~24 mg·m^(-3)·km范围内探测的相对误差优于10%,而苯的CL为5 mg·m^(-3)·km时探测相对误差优于1%;初步实验测试了中外红波段差分吸收激光雷达探测的线性相关系数R^(2)约为98.7%。

摘要：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。