摘要：改进了傅里叶变换红外分析仪(FTIR)的硬件设计以实现温室气体及CO2碳同位素比值的多组分、高精度、连续自动测量。首先,对FTIR分析仪测量系统进行了设计和理论分析,引入了温度和压力监控系统以及全密封气路干燥系统。然后,讨论了光谱的定量分析过程。最后,设计了标准气体对比测量实验。实验结果表明:分析仪测量CH4,CO,CO2和δ13 CO2值的标准偏差分别为0.01×10-6,0.011×10-6,0.239×10-6和0.572‰,与常规FTIR测量系统相比,其检测的标准不确定度分别提高了6.3,8.45,10.54和14.73倍,其系统误差分别提高了2.88,1.93,4.67和4.66倍;对比分析仪与同位素质谱仪对δ13 CO2值的测量结果,标准偏差分别为0.572‰和0.171‰,二者测量的标准不确定度相近。所设计的温室气体及CO2碳同位素比值FTIR分析仪能够满足多组分、高精度、连续自动测量的需要。

摘要：浮游植物光合作用参数的快速测量对水华和赤潮灾害预警及水体生态研究具有重要作用。针对高速重复脉冲(FRR)光合作用参数测量技术中由窄脉冲光源激发引起的高数据采样率问题,采用单光脉冲实现单周转模式激发,应用脉冲积分法实现弛豫模式微弱光脉冲信号检测,设计了基于可变光脉冲诱导荧光的浮游植物光合作用参数测量系统,将数据采样率需求由10 MS/s以上降低至1 MS/s。实现了浮游植物光系统II(PSII)功能吸收截面、PSII最大光化学量子产率以及QA-(还原后的初级电子受体)再氧化时间常数的快速测量。实验表明,测量结果的相对标准偏差均小于3%。

摘要：针对傅里叶变换红外光谱仪因信号噪声干扰较大而导致仪器性能下降的问题,提出了一种基于巴特沃斯带通滤波器的傅里叶变换红外光谱处理方法。首先对带通滤波电路的传递函数进行了理论推导,随后结合光谱仪参数并经电路软件Multisim仿真确定电路元件的具体值,并通过实验进一步优化直至满足设计要求指标,最后将设计的带通滤波器用于光谱仪中,对比分析了增加滤波板前后测量得到的仪器信噪比。实验结果表明:基于巴特沃斯滤波器的红外光谱处理方法在2100~2200 cm^(-1)和2500~2600 cm^(-1)波段得到的仪器信噪比分别为未加滤波器由传统处理方法得到的仪器信噪比的1.83倍和1.96倍。表明新处理方法有效提高了仪器信噪比,改善了仪器的性能指标。