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

1

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 苯 深紫外

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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

2

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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差分光学吸收光谱法测量大气污染气体的研究 被引量：31

3

作者 周斌 刘文清 +4 位作者 齐峰 张玉钧 李振壁 崔延军 蒋舸扬 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期23-26,共4页

介绍了差分光学吸收光谱 (DOAS)法测量大气污染气体的基本原理 ,描述了收发一体的DOAS系统的设计以及在同一波段对多种被测气体浓度同时进行反演的数据处理方法 ,并且对周围环境中的SO2 ,O3和NO2 进行了长期监测 ,得到的结果与实际情况... 介绍了差分光学吸收光谱 (DOAS)法测量大气污染气体的基本原理 ,描述了收发一体的DOAS系统的设计以及在同一波段对多种被测气体浓度同时进行反演的数据处理方法 ,并且对周围环境中的SO2 ,O3和NO2 进行了长期监测 ,得到的结果与实际情况相符合。 展开更多

关键词 差分光学吸收光谱 最小二乘法 环境监测 大气污染 污染气体

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差分光学吸收光谱(DOAS)技术在烟气SO_2监测中的应用 被引量：49

4

作者 谢品华 刘文清 +3 位作者 郑朝晖 魏庆农 王亚萍 刘建国 《光子学报》 EI CAS CSCD 2000年第3期271-271,共1页

本文将差分光学吸收光谱 (Differential Optical Absorption Spectroscopy,DOAS)技术中的浓度反演方法运用到烟气 SO2 监测中 .利用 SO2 分子在 3 0 0 nm附近具有强吸收的特性 ,测量出烟气 SO2 的吸收光谱 ,用 DOAS方法反演出 SO2 分子... 本文将差分光学吸收光谱 (Differential Optical Absorption Spectroscopy,DOAS)技术中的浓度反演方法运用到烟气 SO2 监测中 .利用 SO2 分子在 3 0 0 nm附近具有强吸收的特性 ,测量出烟气 SO2 的吸收光谱 ,用 DOAS方法反演出 SO2 分子的浓度 ,消除了烟气中烟尘、水汽和其它成分的影响 ,使在线实时测量成为可能 ,在实验室内对几种 SO2 分子浓度样气进行了测量和浓度反演 . 展开更多

关键词 差分光学吸收光谱 监测 大气 烟气 二氧化硫

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差分光学吸收光谱(DOAS)技术在烟气监测中的应用研究 被引量：11

5

作者 郑朝晖 刘文清 +3 位作者 宋炳超 陆亦怀 谢品华 张玉钧 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第B12期65-69,共5页

本文将差分光学吸收光谱（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｙ；ＤＯＡＳ）技术中的浓度反演方法运用到烟气中 ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３和 ＳＯ２的监测．利用它们在 ２００～２５０... 本文将差分光学吸收光谱（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｙ；ＤＯＡＳ）技术中的浓度反演方法运用到烟气中 ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３和 ＳＯ２的监测．利用它们在 ２００～２５０ ｎｍ 附近具有不同强度吸收的特性，测量烟气的吸收光谱，用ＤＯＡＳ方法反演出ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３和ＳＯ２分子的浓度，这种方法消除了烟气中烟尘、水汽和其它成分的影响，使在线实时测量成为可能，在实验室内对不同气体分子浓度样气进行了测量和浓度反演，经过现场对比测量证明这种方法是正确的． 展开更多

关键词 差分光学吸收光谱 在线监测 烟气监测

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基于紫外差分吸收光谱的痕量SO_2气体定量检测 被引量：13

6

作者 周红 肖淞 +3 位作者 张晓星 李新 程政 崔兆仑 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第19期5812-5820,共9页

SO_2是表征SF6绝缘电气设备内部绝缘状态的标志性气体,其准确的定量对判断绝缘设备内部故障类型及严重程度具有重要的意义。为此,该文搭建了紫外差分吸收光谱痕量SO_2气体检测系统,获取了基于Sym14小波分层处理的SO_2紫外差分吸收光谱,... SO_2是表征SF6绝缘电气设备内部绝缘状态的标志性气体,其准确的定量对判断绝缘设备内部故障类型及严重程度具有重要的意义。为此,该文搭建了紫外差分吸收光谱痕量SO_2气体检测系统,获取了基于Sym14小波分层处理的SO_2紫外差分吸收光谱,并在190~230及290~310nm两个特征波段对其进行快速傅里叶变换,根据变换得到的特征峰值对SO_2的浓度进行反演,得到两个波段的浓度反演曲线,并进一步探究了其检测极限。结果表明:在两个波段范围内痕量SO_2的快速傅里叶变换特征峰值与其浓度之间均存在良好的线性关系,其中190nm波段相对290nm波段具有更低的检测极限,在信噪比为3时,其检测极限可达到132.4nL/L。该研究结果为紫外差分吸收光谱技术应用于SF6特征分解组分的在线监测及SF6绝缘电气设备的故障诊断奠定了基础。 展开更多

关键词 紫外差分吸收光谱 SO2 SF6 Sym14小波变换 特征波段 检测极限

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差分光学吸收光谱法在线监测烟气中SO_2浓度的非线性补偿研究 被引量：5

7

作者 陆剑敏 邵理堂 +1 位作者 汤光华 王式民 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第6期859-862,共4页

差分光学吸收光谱法(DOAS)应用于固定污染源烟气排放监测时,烟气中污染气体SO2浓度较高将产生非线性吸收问题。提出了一种非线性补偿方法,即将实际浓度所对应的气体分压与反演结果所对应的气体分压之比与反演结果之间的对应关系拟合成... 差分光学吸收光谱法(DOAS)应用于固定污染源烟气排放监测时,烟气中污染气体SO2浓度较高将产生非线性吸收问题。提出了一种非线性补偿方法,即将实际浓度所对应的气体分压与反演结果所对应的气体分压之比与反演结果之间的对应关系拟合成补偿函数,利用此补偿函数对反演结果进行非线性补偿。实验结果表明:该补偿方法能较好地减低高浓度气体非线性吸收产生的影响,可提高气体浓度反演精度。 展开更多

关键词 差分光学吸收光谱 非线性补偿 浓度反演 在线测量

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北京限行期间大气污染物的差分光学吸收光谱监测与分析 被引量：4

8

作者 朱燕舞 刘文清 +5 位作者 谢品华 窦科 司福祺 李素文 张英华 秦敏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2040-2045,共6页

利用差分光学吸收光谱技术于2007年8月对北京市朝阳区大气污染物进行了实时监测,对大气中重要常规污染物NO2、SO2和O3的日变化特征、与天气条件之间的关系和各污染源进行了分析和探讨.通过分析污染物在"好运北京"奥运限车期... 利用差分光学吸收光谱技术于2007年8月对北京市朝阳区大气污染物进行了实时监测,对大气中重要常规污染物NO2、SO2和O3的日变化特征、与天气条件之间的关系和各污染源进行了分析和探讨.通过分析污染物在"好运北京"奥运限车期间(8月17～20日)与限车前后(8月16、21日)的浓度变化,对机动车限行效果进行了讨论.结果表明,监测点NO2主要来源于汽车尾气,以凌晨和上午时段污染最重,并对O3的来源有着一定的贡献;SO2主要来源于西南方向的污染源,较强风速时北风有利于其浓度的降低;结果还显示机动车限行可有效降低NO2、SO2浓度,分别达到28.34%和25.87%;但是因导致O3被消耗量降低,致使O3浓度上升. 展开更多

关键词 机动车限行 差分光学吸收光谱 污染物监测

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差分光学吸收光谱系统中标准吸收截面数据处理方法研究 被引量：6

9

作者 司福祺 刘建国 +2 位作者 郑朝辉 周斌 刘文清 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期499-503,共5页

本文介绍了差分光学吸收光谱法（DOAS）测量大气污染气体浓度的基本原理,描述了在测量光谱分析中所做的一些必要处理。介绍了卷积在DOAS方法中对污染物浓度反演的应用,通过与其它处理方法的光谱数据对比,证明了卷积处理光谱数据可以提... 本文介绍了差分光学吸收光谱法（DOAS）测量大气污染气体浓度的基本原理,描述了在测量光谱分析中所做的一些必要处理。介绍了卷积在DOAS方法中对污染物浓度反演的应用,通过与其它处理方法的光谱数据对比,证明了卷积处理光谱数据可以提高污染物浓度反演的精度。 展开更多

关键词 差分光学吸收光谱 标准吸收截面 数据处理 DOAS 卷积光谱处理 污染物监测 大气污染监测 测量原理

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基于卡尔曼滤波的差分光学吸收光谱法 被引量：3

10

作者 李素文 刘文清 谢品华 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期113-116,122,共5页

针对差分光学吸收光谱(DOAS)技术中气体吸收结构的重叠问题,提出利用卡尔曼滤波进行光谱校正.卡尔曼滤波是一种递推式的现代滤波方法,它在吸收结构严重重叠的情况下,仍可得到很好的分析结果.文中简介了差分光学吸收光谱法,分析了卡尔曼... 针对差分光学吸收光谱(DOAS)技术中气体吸收结构的重叠问题,提出利用卡尔曼滤波进行光谱校正.卡尔曼滤波是一种递推式的现代滤波方法,它在吸收结构严重重叠的情况下,仍可得到很好的分析结果.文中简介了差分光学吸收光谱法,分析了卡尔曼滤波原理,并应用卡尔曼滤波对大气中SO2的差分光学吸收光谱进行了研究,同时探讨了大气中NO2和O3对SO2测量的影响.实验结果表明,该方法可有效地校正重叠,提高了DOAS系统的精度. 展开更多

关键词 差分光学吸收光谱 卡尔曼滤波 校正 重叠

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差分光学吸收光谱法精确测量煤矿瓦斯浓度 被引量：5

11

作者 周孟然 汪世美 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2004年第3期1-3,共3页

差分吸收光谱技术被广泛应用于测量大气中微量元素的浓度 ,并利用最小二乘法来反演待测气体的浓度 ,该方法是利用激光器发出激光并接收 ,在传输中 ,由于瓦斯气体分子在一定波段对光有吸收特性 ,使光谱具有了瓦斯的特性 ,在通过与光源发... 差分吸收光谱技术被广泛应用于测量大气中微量元素的浓度 ,并利用最小二乘法来反演待测气体的浓度 ,该方法是利用激光器发出激光并接收 ,在传输中 ,由于瓦斯气体分子在一定波段对光有吸收特性 ,使光谱具有了瓦斯的特性 ,在通过与光源发出的光进行比较 ,反演瓦斯气体在矿井中的浓度。它能实现在线自动监测。 展开更多

关键词 差分光学吸收光谱 瓦斯 在线监测

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以太阳为光源差分光学吸收光谱法中光谱的精确处理 被引量：1

12

作者 周斌 刘文清 +3 位作者 张玉钧 郑朝晖 王锋平 宋炳超 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期434-437,共4页

本文对在用太阳作光源的 ＤＯＡＳ系统测量城市大气中污染物浓度的试验中所遇到的由于太阳的移动所造成的光谱平移作了简单的说明，并且对解决该问题的方法作了比较详细的描述，通过实际中的应用，证明该方法对解决该问题非常合适．

关键词 太阳光谱 光谱平移 吸收光谱法 光源差分光学

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基于紫外差分吸收光谱法的SF_6分解组分CS_2定量检测 被引量：8

13

作者 崔兆仑 孟凡生 +2 位作者 程政 李亚龙 张晓星 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第18期4389-4396,共8页

SF_6作为电气绝缘设备中最常用的绝缘气体,对它的分解组分的检测与研究是相关设备故障诊断和在线监测的重要内容。CS_2作为一种常见的固体绝缘缺陷下的SF_6特征分解产物,在紫外190~210nm波段具有很强的吸收特性。基于紫外差分吸收光谱技... SF_6作为电气绝缘设备中最常用的绝缘气体,对它的分解组分的检测与研究是相关设备故障诊断和在线监测的重要内容。CS_2作为一种常见的固体绝缘缺陷下的SF_6特征分解产物,在紫外190~210nm波段具有很强的吸收特性。基于紫外差分吸收光谱技术,搭建针对CS_2的紫外光谱检测平台。首先通过实验获得不同浓度CS_2的紫外吸收光谱,再利用基线扣除、小波处理等手段提取吸收光谱中的有效信号,消除了光谱中的高低频噪声,通过快速傅里叶变换(FFT)将光谱信息转换到频域,建立气体浓度与光谱频域特征值之间的线性关系。研究表明,该方法对CS_2检测重复性好,在10~200nL/L范围内的线性拟合度高(R_2=0.999 6),检出下限为2.584nL/L/m,为SF6绝缘设备分解组分中痕量CS_2的在线监测提供了技术支持。 展开更多

关键词 CS2 SF6 紫外差分吸收光谱 浓度反演 在线监测

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基于多轴差分光学吸收光谱探测的北京春季气溶胶垂直廓线 被引量：2

14

作者 蒋诚 唐贵谦 +3 位作者 李启华 刘保献 王蒙 王跃思 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期265-271,共7页

气溶胶垂直廓线是评估污染物来源、输送等途径的必要手段。气溶胶污染对环境和人体健康带来直接的影响。该研究于2019年4—5月,利用中国科学院大气物理研究所(39.98°N,116.39°E)的地基多轴差分光学吸收光谱(MAX-DOAS)仪,对北... 气溶胶垂直廓线是评估污染物来源、输送等途径的必要手段。气溶胶污染对环境和人体健康带来直接的影响。该研究于2019年4—5月,利用中国科学院大气物理研究所(39.98°N,116.39°E)的地基多轴差分光学吸收光谱(MAX-DOAS)仪,对北京地区春季大气光谱垂直廓线进行了观测。凭借MAX-DOAS实时、在线、连续的观测优势,能有效的对气溶胶进行监测。MAX-DOAS基于最优估算法(OEM)以及最小二乘光谱拟合法,并以辐射传输模型SCIATRAN作为前向模型,利用海德堡廓线(HEIPRO)算法反演得到气溶胶消光系数的垂直廓线,通过对气溶胶消光系数在其路径的积分获得气溶胶光学厚度(AOD)。利用地基太阳光度计观测的AOD和高塔观测的颗粒物质量浓度垂直廓线,分别与MAX-DOAS观测的AOD和气溶胶消光系数垂直廓线进行对比,验证MAX-DOAS算法的适用性。研究结果表明,MAX-DOAS与太阳光度计观测AOD结果,相关系数为0.92,斜率为0.89。三层气溶胶消光系数与PM_(2.5)质量浓度的皮尔森相关系数从低处到高处分别达到0.69(60 m),0.77(160 m)和0.75(280 m)。并且,将气溶胶平均消光系数和对应三层(60,160和280 m)的PM_(2.5)平均质量浓度对比,发现两者趋势一致。同样的,为了验证MAX-DOAS是否具备准确识别污染物的长距离输送的能力,我们通过Angstrom指数确定沙尘天气,通过计算梯度理查森数和边界层高度确定静稳天气,分析了在特殊天气条件下,MAX-DOAS能够对沙尘和静稳天气做出及时、准确的响应。分析气溶胶平均消光系数,发现气溶胶垂直廓线随高度升高呈现指数衰减变化的趋势,并且气溶胶消光系数均值在1.5 km高度处约为近地面的50%左右,而在1.5 km以上消光系数会随着高度的增加而快速减小。当高度达到2 km左右时,气溶胶消光系数均值下降到了0.1 km^(-1)。以上结果表明MAX-DOAS探测大气气溶胶垂直廓线具有较高的适用性。 展开更多

关键词 颗粒物污染 气溶胶 垂直廓线 地基多轴差分光学吸收光谱 相关性

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差分吸收光谱法测量大气痕量气体浓度误差分析及改善方法 被引量：18

15

作者 齐锋 刘文清 +2 位作者 张玉钧 魏庆农 王锋平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1234-1238,共5页

差分吸收光谱技术 (DOAS)中采用线性最小二乘拟合方法 ,用痕量气体标准差分吸收截面对测量得到的差分吸收光谱进行拟合 ,得出大气中痕量气体的浓度 计算结果的准确性不仅取决于光谱的测量精度 ,而且受标准差分吸收截面以及仪器函数和... 差分吸收光谱技术 (DOAS)中采用线性最小二乘拟合方法 ,用痕量气体标准差分吸收截面对测量得到的差分吸收光谱进行拟合 ,得出大气中痕量气体的浓度 计算结果的准确性不仅取决于光谱的测量精度 ,而且受标准差分吸收截面以及仪器函数和温度等诸多因素的影响 详细地分析了计算误差的产生原因 ,提出了用高浓度样品池得到标准吸收截面的方法 ,针对光谱固有结构 ,以及温度对标准吸收截面的影响 ,改进了浓度反演算法 大量的实验表明 ,综合运用上述方法 ,即便对低浓度的样气 ,相对测量误差也能降低到 10 展开更多

关键词 差分光学吸收光谱 线性最小二乘拟合 误差分析

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利用多轴差分吸收光谱技术反演对流层NO_2 被引量：14

16

作者 徐晋 谢品华 +4 位作者 司福祺 窦科 李昂 刘宇 刘文清 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2464-2469,共6页

介绍了基于多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)反演对流层NO2的方法。利用差分吸收光谱技术(DOAS),扣除太阳夫琅和费结构及Ring效应的影响,拟合得到了大气中NO2的差分斜柱浓度dSCD,结合不同观测方向的测量结果分析得到了对流层大气中NO2的... 介绍了基于多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)反演对流层NO2的方法。利用差分吸收光谱技术(DOAS),扣除太阳夫琅和费结构及Ring效应的影响,拟合得到了大气中NO2的差分斜柱浓度dSCD,结合不同观测方向的测量结果分析得到了对流层大气中NO2的差分斜柱浓度(ΔSCD),结合辐射传输模型SCIATRAN计算得到了大气质量因子(AMF),并进一步计算得到了对流层NO2的垂直柱浓度(VCD)信息。为确保数据的准确性和可比性,将计算结果与长光程差分吸收光谱仪(LP-DOAS)的测量结果进行对比,二者具有较好的一致性,其相关系数R2分别为0.940 27和0.969 24。 展开更多

关键词 大气光学 对流层垂直柱浓度 多轴差分吸收光谱技术 大气质量因子

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基于差分吸收光谱法的大气痕量气体在线检测技术 被引量：7

17

作者 孙利群 陈克新 +1 位作者 杨怀栋 何庆声 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期115-119,共5页

差分光学吸收光谱学技术(Differential Optical Absorption Spectroscopy,DOAS)是近年来发展起来的一种实时检测大气中痕量气体浓度的有效方法,它采用线性最小二乘拟合方法,用痕量气体标准差分吸收截面对测量得到的差分吸收光谱进行拟合... 差分光学吸收光谱学技术(Differential Optical Absorption Spectroscopy,DOAS)是近年来发展起来的一种实时检测大气中痕量气体浓度的有效方法,它采用线性最小二乘拟合方法,用痕量气体标准差分吸收截面对测量得到的差分吸收光谱进行拟合,得出大气中痕量气体的浓度。通过介绍DOAS方法的测量原理,在线监测系统的构成,气体浓度的反演方法,测量结果及讨论等内容,说明它在空气质量监测方面的优越性。 展开更多

关键词 差分光学吸收光谱法 在线检测 最小二乘法 大气光学

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基于紫外吸收光谱法的海水总有机碳浓度原位测量 被引量：7

18

作者 毕卫红 樊俊波 +5 位作者 李喆 李煜 王思远 王昊 付广伟 张保军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2484-2489,共6页

总有机碳(TOC)是指溶解和悬浮在水中的有机物的总含碳量,是以含碳量表示水体中有机物总量的综合指标。TOC的测定通常采用的是国标燃烧法和湿化学法,但这两种传统方法都具有测试方法复杂、测量时间长、速度慢等缺点,对大气环境会产生一... 总有机碳(TOC)是指溶解和悬浮在水中的有机物的总含碳量,是以含碳量表示水体中有机物总量的综合指标。TOC的测定通常采用的是国标燃烧法和湿化学法,但这两种传统方法都具有测试方法复杂、测量时间长、速度慢等缺点,对大气环境会产生一定污染且仅能在实验室内完成,无法进行海水的原位在线测量。而该研究采用紫外吸收光谱法测量TOC,通过燕山大学自主研发的光谱技术与集成电路相结合研制的TOC光学原位传感器,能够快速、不添加试剂、不产生二次污染的测量海水中总有机碳的浓度,且可以不受实验室环境的制约实现海水TOC的在线原位测量。将基于该方法研制的传感器进行实地下海实验,测量不同海域(河北沧州黄骅港周边海域、秦皇岛市周边海域)的TOC值,将传感器测量的结果与国标法测量结果的相关性、一致性、误差等方面进行对比。结果表明:在黄骅港海域采取的13个不同水样和秦皇岛周边海域采取的14个不同水样用国标法和TOC光学原位传感器测量的浓度值变化趋势基本一致,有较好的相关性和一致性,存在极个别水样产生偏离整体样本曲线的情况。实验数据经过线性拟合结果显示相关性较好,对两处不同海域的数据拟合曲线和常规残差分析,显示黄骅港海域水样的拟合相关系数r为0.859 0,残差平方和数值为0.165 4,秦皇岛周边海域水样的拟合相关系数r为0.939 9,残差平方和为3.513 1。由于相关系数r=0.939 9>r=0.859 0,所以秦皇岛周边海域的水样线性拟合效果好于黄骅港实验。常规残差0.165 4<3.513 1,是因为秦皇岛周边一些样本如河流入海口是污染的重灾区,生活污水和工业污水使水质存在更多干扰因素,这些干扰因素对海洋TOC光学原位传感器的准确性和稳定性造成了一定的影响。由于基于紫外吸收光谱法研制的TOC光学原位传感器与传统的国标法测量原理不同,样本集比较少,样本浓度覆盖面不大,海洋环境复杂多变,存在多种影响因素,如浊度、温度、 pH、浮游生物等,传感器无法彻底消除所有影响因素引起的误差,所以测量结果与国标法结果存在一定的误差。后续工作如何消除海洋环境复杂干扰因素的影响,减小传感器测量值的误差,使测量结果更加精确和真实,需要进一步讨论和更加详细的分析和研究。 展开更多

关键词 TOC 紫外吸收光谱 在线 光学原位传感器 拟合曲线

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基于一阶差分光谱的海水硝酸盐氮与亚硝酸盐氮测量方法

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作者 梁星辉 冯巍巍 +2 位作者 蔡宗岐 王焕卿 杨剑炼 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS 北大核心 2025年第1期45-51,共7页

硝酸盐氮与亚硝酸盐氮是海洋水质监测的重点参数,也是研究海洋氮循环的重要参考。紫外吸收光谱法操作简单,响应快速,适用于多种水质参数监测,但测量中硝酸盐氮与亚硝酸盐氮存在混叠干扰以及海水离子干扰。提出了一种硝酸盐氮与亚硝酸盐... 硝酸盐氮与亚硝酸盐氮是海洋水质监测的重点参数,也是研究海洋氮循环的重要参考。紫外吸收光谱法操作简单,响应快速,适用于多种水质参数监测,但测量中硝酸盐氮与亚硝酸盐氮存在混叠干扰以及海水离子干扰。提出了一种硝酸盐氮与亚硝酸盐氮快速测量方法,对光谱进行一阶差分等预处理,使用相关系数搜索进行波段优化,使用BP神经网络进行浓度反演,模型的预测值与真实值线性相关系数为0.998。与国外同类设备进行了比对测试,两者线性相关系数为0.982。参加了烟台市海洋环境监测预报中心2023年夏季航次,进行了应用测试,与实验室方法进行了比对分析,两者线性相关系数为0.902,说明本方法能够实现海水硝酸盐氮与亚硝酸盐氮的快速测量,为后续原位监测仪器的研制提供参考。 展开更多

关键词 硝酸盐氮 亚硝酸盐氮 紫外吸收光谱 一阶差分 BP神经网络

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以CCD为探测器的长程差分吸收光谱系统 被引量：3

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作者 朱燕舞 谢品华 +5 位作者 刘文清 彭夫敏 林艺辉 窦科 李素文 张英华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2257-2263,共7页

介绍了采用科研级面阵CCD作为探测器的长光程差分吸收光谱系统,对该系统所使用的CCD探测器的偏置、暗电流、噪音、线性响应以及光谱仪的分辨率、光谱范围等性能进行了详细的测试,并将北京外场实验DOAS系统测量SO2、NO2的结果与传统点式... 介绍了采用科研级面阵CCD作为探测器的长光程差分吸收光谱系统,对该系统所使用的CCD探测器的偏置、暗电流、噪音、线性响应以及光谱仪的分辨率、光谱范围等性能进行了详细的测试,并将北京外场实验DOAS系统测量SO2、NO2的结果与传统点式仪器的测量结果进行了比较.结果显示,两种方法有着很好的一致性.性能测试和对比结果表明该系统的性能较为优越,满足多种痕量气体的同时、长期监测.给出了应用该系统进行外场观测SO2、NO2和HONO的变化趋势,确定出相应光程下不同痕量气体的最低检测限. 展开更多

关键词 差分光学吸收光谱 CCD 测试

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