【摘要】：利用單個新型中紅外量子級聯(lián)激光器作為激光光源,結合長程光學吸收池技術開展了大氣多組分同時測量方法的研究.通過結合基于自適應性Savitzky-Golay濾波的數(shù)據(jù)處理算法,有效地提高了系統(tǒng)檢測靈敏度和光譜分辨率.研究結果表明,在1 s的時間分辨率和1 atm壓力條件下,采用二次微分探測技術可實現(xiàn)CO,N_2O和H_2O測量精度分別為8.20 ppb,7.90 ppb和64.00 ppm(1 ppb=10~(-9),1 ppm=10~(-6));通過提高信號平均時間,在最佳的積分時間(85 s)時,系統(tǒng)可實現(xiàn)的最小檢測限分別為1.25 ppb(CO),1.15 ppb(N_2O)和35.77 ppm(H_2O).整個系統(tǒng)具有結構緊湊,成本相對較低,通過選擇其他波段的量子級聯(lián)激光器的激光光源,即可實現(xiàn)對其他分子的實時分析.本系統(tǒng)可廣泛應用于大氣化學等領域的應用研究.
[Abstract]:A new type of mid-infrared quantum cascade laser is used as the laser light source and the multi-component simultaneous measurement method of atmosphere is studied in combination with the long range optical absorption cell technology. By combining the data processing algorithm based on adaptive Savitzky-Golay filter, the detection sensitivity and spectral resolution of the system are improved effectively. The results show that under the condition of 1 s time resolution and 1 atm pressure, the measurement accuracy of CON _ 2O and H _ 2O can be 8.20 ppb _ 2O 7.90 ppb and 64.00 ppm (1 ppb ~ (-9) ~ (-1 ppm ~ (-9) ~ (-1) ppm ~ (-6);) by increasing the mean signal time by using the second-order differential detection technique. The minimum detectable limits of the system are 1.25 ppb (CO) 1.15 ppb (N2O) and 35.77 ppm (H2O) at the best integral time (85 s). The whole system has compact structure and relatively low cost. The real-time analysis of other molecules can be realized by selecting the laser light source of quantum cascade lasers in other bands. The system can be widely used in the field of atmospheric chemistry.
【作者單位】： 安徽大學光電信息獲取與控制教育部重點實驗室;
【基金】：國家重點研發(fā)計劃(批準號:2016YFC0302202) 國家自然科學基金(批準號:61675005,61440010) 安徽省自然科學基金(批準號:1508085MF118) 安徽省科技攻關項目(批準號:1501041136) 安徽省留學回國人員科技活動資金(批準號:J05015143) 安徽大學人才引進基金(批準號:10117700014) 學校創(chuàng)新訓練和科研訓練計劃(批準號:J10118515790,J10118520289)資助的課題~~
【分類號】：TN248

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本文編號：2130069