中国科学院环境光学与技术重点实验室开放基金
- 作品数：32 被引量：185H指数：8
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- 基于O2-O2吸收的非相干宽带腔增强吸收光谱浓度反演方法研究
- 2015年
- 针对传统非相干宽带腔增强吸收光谱浓度反演方法的定量结果易受镜片反射率标定误差的影响问题,提出了一种基于测量大气O2-O2吸收的浓度反演方法.该方法是将非相干宽带腔增强吸收光谱技术的光学增强腔等效成吸收光程不随波长变化的多次反射池,首先根据测得的宽带腔增强大气吸收谱和参考谱计算出光学厚度,并应用差分光学吸收光谱算法拟合修正后的气体吸收截面到光学厚度,反演得到大气中O2-O2以及被测气体的柱浓度,然后根据O2-O2在大气中的含量已知且相对稳定这一特性,确定出等效多次反射池的吸收光程,最后从被测气体的柱浓度中扣除吸收光程信息得到被测气体的浓度值.以监测大气中NO2实验为例,应用该方法在454—487 nm波段反演得到了大气NO2的浓度(1—30 ppbv范围内),并将反演结果与传统浓度反演方法的结果进行了对比,发现两者的不一致性在7%以内.实验结果表明,非相干宽带腔增强吸收光谱技术可以利用大气O2-O2的吸收来定量其他被测气体的浓度,而且定量结果对镜片反射率的标定误差不敏感.
- 凌六一谢品华林攀攀黄友锐秦敏段俊胡仁志吴丰成
- 关键词：浓度反演
- 基于光纤耦合长光程LED-DOAS技术的大气NO2测量研究被引量：1
- 2016年
- 大气中NO2的含量在10-9量级。研究了一种以发光二极管(LED)为光源的光纤耦合长光程差分吸收光谱(DOAS)系统,用于测量大气NO2。对比了四种不同类型和波段的蓝光LED,确定以中心波长451nm的CREE宝蓝LED为测量光源。在0.8km的测量光程、2min的测量时间分辨率的情况下,在445nm^465nm光谱反演波段内得到NO2的探测限为3.36×10-9。利用系统对大气NO2的浓度进行了一整天的连续观测,通过对吸收光谱的分析计算,反演出的大气NO2浓度在(7~31)×10-9之间变化。测量结果表明,将光纤耦合技术与LED光源的长光程DOAS系统相结合后,可实现大气NO2的高灵敏、高时间分辨率探测。
- 林攀攀凌六一黄友锐
- 关键词：发光二极管差分吸收光谱光纤耦合
- 蛋白核小球藻光合荧光参数对Cu^2+毒性响应特性研究被引量：4
- 2020年
- 以蛋白核小球藻为受试对象,以藻类光合荧光参数为毒性评价指标,研究Cu^2+毒性作用下多个光合荧光参数的响应规律。结果显示:Cu^2+对光合荧光参数F0、Fm、Fv、Fv/Fm、Yield、rP、JVPⅡ、α和Ek抑制效应显著,其中Yield、rP、α和Fv/Fm在24 h内体现出稳定的抑制效应,可作为24 h分析Cu^2+毒性的评价指标;Yield、rP、α和Fv/Fm抑制程度对Cu^2+浓度具有良好的剂量效应关系,logistic函数拟合相关系数R2分别为0.9989,0.9992,0.9991,0.9977,由此得到EC50-24h值分别为61.05,66.31,69.41,99.61μmol·L^-1。因此,参数Yield、rP、α的拟合相关系数优于常规参数Fv/Fm,其对应的EC50-24h分别降低了38.7%,33.45%,30.3%。研究结论可为基于藻类光合抑制效应的生物毒性测试指标选择提供参考。
- 胡丽殷高方赵南京陈敏陈敏
- 关键词：生物光学CU^2+蛋白核小球藻
- 基于FPGA的腔衰荡信号采集与处理系统设计被引量：1
- 2017年
- 准确获取腔衰荡信号是腔衰荡光谱技术定量探测气体浓度的基础。针对腔衰荡信号的特征,设计了一种基于FPGA的腔衰荡信号采集与处理系统。系统以FPGA为主控制器,在触发信号激励下,通过:FPGA硬件逻辑实现了腔衰荡信号的高速采集、多次采样结果的对应点累加平均和USB数据传输。测试表明,系统具有较好的准确度和稳定性(准确度在4‰范围内);实际应用于腔衰荡系统时,设计的采集系统与国外数据采集卡数据的一致性可达到99.4%。结果表明,该数据采集与处理系统可完全满足腔衰荡信号的采集要求。
- 伍军凌六一谢品华胡仁志王丹陈浩杏兴彪
- 关键词：光谱学现场可编程门阵列
- 一次谐波锁频的快速光腔衰荡光谱检测被引量：4
- 2022年
- 本文介绍了一种赫兹级响应速率的光腔衰荡光谱探测大气痕量气体的检测技术。将100 MHz正弦波调制信号加载在电光相位调制器上产生边带,用混频器提取载波与边带通过3 m气体吸收池后拍频所产生的一次谐波作为误差信号,实现了1572 nm分布式反馈激光器对于二氧化碳气体分子6361.25 cm^(-1)处超精细跃迁线的频率锁定。采用波分复用方法对空腔衰荡时间和有气体吸收时的衰荡时间进行同时测量,在330 mm光学谐振腔上得到了4.82×10^(-10) cm^(-1)的系统检测限。在较大的二氧化碳浓度范围内,系统具有良好的线性响应,线性相关系数大于0.9999。系统长时间的观测结果与Picarro商用仪器的数据高度吻合,二者偏差小于1.0%。该系统论证了一次谐波锁定激光频率至分子超精细跃迁线并用于光腔衰荡光谱系统实现快速痕量气体检测的可行性。
- 胡迈陈祥张辉胡梦鹏金文玲李萌阚瑞峰
- 关键词：相位调制光腔衰荡光谱
- 闪电通道温度诊断中观测距离的影响被引量：4
- 2014年
- 利用无狭缝光栅摄谱仪获得了青海高原地区云对地闪电首次回击过程的光谱,运用比尔-朗伯定律,考虑传播过程中谱线强度的衰减,计算讨论了观测距离对通道温度诊断结果的影响.结果表明,不同观测距离下得到的光谱诊断放电通道温度,其结果有一定差异;远距离观测得到的温度小于近距离观测的结果;观测距离越远,所得温度的误差越大.因此,在远距离观测的情况下,修正更为重要.由计算结果,得到了温度修正的半经验公式,由此,可以扣除观测距离对闪电通道温度诊断结果的影响.
- 王瑞燕袁萍岑建勇王雪娟王杰
- 基于腔衰荡光谱技术测量夜间大气中五氧化二氮被引量：11
- 2017年
- 采用高温热解五氧化二氮(N_2O_5)的方法,利用N_2O_5与NO_3自由基之间的热平衡关系,通过腔衰荡光谱技术测量N_2O_5及NO_3自由基的浓度。基于二氧化氮(NO_2)与N_2O_5之间平衡可逆,探讨加热温度及NO_2浓度变化对N_2O_5分解率的影响;考虑N_2O_5在测量系统中的损耗,经初步的量化分析得到进气效率为88%。通过Allan方差选取最佳积分时间,在外场测量条件下,优化系统的体积分数探测限为8.6×10-12;通过分析进气效率、吸收截面及N_2O_5不完全热解等不确定性因素,估算得到整体测量误差约为±10%。在合肥郊区进行夜间大气实际监测,测量期间N_2O_5的浓度变化范围在(0.035~1)×10-9之间,平均浓度为4.52×10-10。该技术为实现大气中N_2O_5及NO_3自由基的高灵敏度在线监测提供了有效途径。
- 王丹胡仁志谢品华谢品华刘小燕刘厚通黄仙山王东赵光兴
- 关键词：大气光学五氧化二氮二极管激光热解
- 静态光散射法水体悬浮颗粒物粒度测量背景干扰消除方法被引量：2
- 2022年
- 静态光散射法能够实现水体悬浮颗粒物粒度分布的快速检测,但测量精度易受背景干扰。传统的样品散射光减背景光方法无法有效消除背景干扰。提出了基于散射光基线的背景干扰消除方法,在样品散射光减去背景干扰的基础上,拟合出散射光强分布基线,进一步消除背景的干扰。120μm及9.86μm标准粒径样品的测量结果表明,相较于传统方法,120μm样品的D_(10)、D_(50)以及D_(90)的测量相对误差分别由56.9%、17.2%、8.1%下降到0.4%、0.8%、2.8%;9.86μm样品的D_(10)、D_(50)以及D_(90)的测量相对误差分别由17.2%、10.0%、0.1%变到11.6%、3.4%、0.1%。表明基线法能够大幅提升背景干扰的去除效果,提高颗粒物粒度测量的准确性。
- 石一鸣殷高方赵南京石朝毅贾仁庆马明俊刘灯奎漆艳菊夏蒙甘婷婷杨瑞芳
- 关键词：悬浮颗粒物粒度测量
- 一种傅里叶红外光谱校准数据库软件系统研究
- 2013年
- 傅里叶红外光谱分析方法具有分辨率高、光通量大、频带宽等优点,在痕量成分分析领域应用广泛。在污染大气成分在线监测过程中,准确的标准光谱数据库是进行大气成分探测的首要条件和计算基础。开发了一套可用于红外光谱在线分析的校准光谱数据库平台,研究在使用傅里叶红外光谱仪进行实际测量的过程中,影响表观光谱的仪器因素,具体包括仪器分辨率、切趾函数和入射辐射的立体角等。在此基础上,对傅里叶红外光谱仪仪器线型函数进行建模,实现高分辨率校准光谱的环境参数和仪器线型函数匹配,建立了一套基于HITRAN的红外光谱定量校准数据库,并给出了基于该数据库的仿真校准光谱实例。该数据库可用于大气痕量和微量成分的红外光谱分析研究。
- 曹瑛徐亮刘建国童晶晶
- 关键词：傅里叶变换红外光谱分辨率数据库
- 基于差分光学吸收光谱法的大气甲醛和乙二醛研究被引量：7
- 2016年
- 介绍了一种基于差分光学吸收光谱技术对上海城市大气中HCHO和CHOCHO进行高时间分辨率的测定方法。针对HCHO和CHOCHO的不同吸收结构,选择适当的光谱分析波段,扣除干扰气体的吸收,有效降低残差,得到了用于反演目标气体的光学厚度,并进一步获得2013年10月HCHO与CHOCHO的浓度变化特征。HCHO,CHOCHO平均浓度分别为(4.0±1.6)和(3.4±1.2)μg·m^(-3)。受人为源的影响,HCHO工作日平均浓度高于假期平均浓度,而CHOCHO的浓度相差不大。两者浓度的日变化趋势相似,早晨06:00—07:00出现最大值后迅速下降,到09:00左右出现最小值后又缓慢上升,并在夜间至日出前保持相对稳定的浓度水平。为探索大气HCHO可能的来源和生成过程,选取夜间稳态阶段,早高峰阶段,光化学反应阶段和晚高峰阶段等四个典型时段对HCHO的来源进行解析。NO_2作为HCHO的一次源指示物;同时作为光化学反应的中间产物,HCHO和CHOCHO生成机理具有相似性,因此以CHOCHO作为解析HCHO的二次源指示物,利用线性回归模型来源解析结果所得HCHO浓度与实际观测值具有较好的相关性,相关系数r为0.60~0.81,分析得出上海城区二次来源对环境HCHO浓度的贡献约为三分之一。
- 沈仕亮王珊珊周斌
- 关键词：差分吸收光谱甲醛乙二醛
