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主流的溫室氣體監測技術方法有哪些?

 更新時間:2023-07-11 點擊量:460

    目前主流的溫室氣體監測技術是以光和氣體組分的相互作用為物理機制,根據目標組分的特征光譜,借助光譜解析算法,再結合光機電算工程技術,實現溫室氣體濃度在不同時間、空間、距離下的非接觸定量反演。

    常見的溫室氣體(ti)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)學檢測技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)主(zhu)要包(bao)括非分散紅外(wai)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(NDIR)、傅(fu)立葉變換(huan)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(FTIR)、差(cha)分光(guang)(guang)(guang)學吸收(shou)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(DOAS)、差(cha)分吸收(shou)激光(guang)(guang)(guang)雷達技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(DIAL)、可(ke)調(diao)諧半導體(ti)激光(guang)(guang)(guang)吸收(shou)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(TDLAS)、離軸(zhou)積(ji)分腔輸出光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(OA-ICOS)、光(guang)(guang)(guang)腔衰蕩(dang)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(CRDS)、激光(guang)(guang)(guang)外(wai)差(cha)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(LHS)、空間外(wai)差(cha)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(SHS)等。

    非分散(san)紅外光譜(pu)技術(NDIR)

    NDIR技術利用氣體(ti)分子(zi)對寬帶(dai)紅外光的吸收光譜強度與濃度成正比的關系,進行溫室氣體(ti)反演,具有結構簡單、操作方便、成本低廉等優點。

    傅(fu)立葉變(bian)換光譜技術(FTIR)

   ; FTIR技術通過(guo)測(ce)量紅(hong)外光(guang)的干涉圖(tu),并對(dui)干涉圖(tu)進行傅立葉積(ji)分變換,從而獲得被測(ce)氣體紅(hong)外吸收(shou)光(guang)譜(pu),能夠(gou)實現多種(zhong)組分同時(shi)監測(ce),適用于溫室氣體的本底、廓線和時(shi)空變化測(ce)量及其同位素探測(ce),儀器系統較為復雜,價格(ge)比較昂貴(gui)。

    差分光學吸(xi)收光譜技術(DOAS)

    DOAS也是一種寬帶光(guang)(guang)譜檢測(ce)(ce)技術,能夠實現多氣體組分探測(ce)(ce),儀器光(guang)(guang)譜分辨率較(jiao)低,易受水汽和(he)氣溶膠的影響(xiang)。

    差(cha)分(fen)吸收激光雷達技術(DIAL)

    DIAL技(ji)術是一種利用氣體分(fen)子后向散射效應進(jin)行(xing)氣體遙感探(tan)測的光譜技(ji)術,具(ju)有高精度、遠距離(li)、高空間分(fen)辨等優點,系(xi)統較(jiao)為復雜,成(cheng)本較(jiao)高。

    可調諧半導體激光(guang)吸收光(guang)譜技術(shu)(TDLAS)

    TDLAS技術利用窄線(xian)寬的可調諧激光(guang)光(guang)源,完整地掃描到氣(qi)體分(fen)(fen)子的一(yi)條或幾條吸收譜線(xian),具(ju)有響應速度(du)快、靈敏度(du)高(gao)、光(guang)譜分(fen)(fen)辨率高(gao)等優(you)勢(shi),能夠(gou)實現溫室氣(qi)體原位點式和區域(yu)開(kai)放式探(tan)測,對于多(duo)氣(qi)體組分(fen)(fen)探(tan)測通常需要多(duo)個激光(guang)器復用實現。

    CRDS和OA-ICOS技術(shu)

    CRDS和OA-ICOS均屬于小型化(hua)的氣(qi)體(ti)原(yuan)位探測技術(shu),在溫(wen)室氣(qi)體(ti)監測方面(mian),其檢(jian)測靈敏度較(jiao)高(gao),成本比(bi)TDLAS要(yao)高(gao)。

    LHS和SHS技術

    LHS和SHS都屬(shu)于(yu)高精度、高光譜分辨(bian)的氣體檢測技術,適用于(yu)溫室(shi)氣體的柱濃(nong)度或(huo)垂直廓(kuo)線探測,可用于(yu)地基和星載大氣探測領域。

    以上是(shi)(shi)對(dui)“溫(wen)(wen)室氣(qi)(qi)體監(jian)測(ce)技術"的(de)(de)(de)(de)相(xiang)關介紹,雖然光譜學(xue)檢測(ce)技術的(de)(de)(de)(de)原理各不(bu)(bu)相(xiang)同(tong),但(dan)基本都是(shi)(shi)基于溫(wen)(wen)室氣(qi)(qi)體在紅(hong)外波段的(de)(de)(de)(de)特征吸收光譜來進行(xing)濃度反算的(de)(de)(de)(de)。針對(dui)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)應用場(chang)景(jing),可(ke)以選擇不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)測(ce)量技術,綜合上述技術的(de)(de)(de)(de)測(ce)量優勢(shi),可(ke)以實現(xian)多(duo)空(kong)間尺(chi)度、多(duo)時間尺(chi)度、多(duo)氣(qi)(qi)體組(zu)分的(de)(de)(de)(de)連續(xu)自動監(jian)測(ce),滿足生態(tai)、環境、氣(qi)(qi)候研(yan)究對(dui)溫(wen)(wen)室氣(qi)(qi)體排放監(jian)測(ce)的(de)(de)(de)(de)多(duo)樣需求。

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