再添環(huán)境“利器”！高精度溫室氣體監(jiān)測(cè)儀器問(wèn)世
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】在當(dāng)今全球氣候變化日益嚴(yán)峻的背景下，溫室氣體排放問(wèn)題引起了國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。近日，山西大學(xué)高精度溫室氣體激光監(jiān)測(cè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)宣布成功研制出一款高精度溫室氣體監(jiān)測(cè)儀器，這一成果為我國(guó)乃至全球的環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域帶來(lái)了新的突破。
據(jù)了解，該款儀器是基于光學(xué)反饋腔增強(qiáng)激光吸收光譜方法研制出的新型碳監(jiān)測(cè)儀器，其具備高精度、高穩(wěn)定性、測(cè)量速度快等優(yōu)點(diǎn)，將助推我國(guó)碳監(jiān)測(cè)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。
碳排放總量核算是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的前提，溫室監(jiān)測(cè)儀器是開展碳排放總量核算的硬件基礎(chǔ)。據(jù)了解，科研團(tuán)隊(duì)根據(jù)光學(xué)反饋腔增強(qiáng)激光吸收光譜方法，首創(chuàng)了新型雙鏡光路腔結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)光路相比，該技術(shù)能夠通過(guò)抑制激光頻率噪聲、提高耦合效率，將精度提高10倍；并提升信噪比(指接收到的有用信號(hào)的強(qiáng)度與接收到的噪聲和干擾信號(hào)強(qiáng)度的比值)，降低對(duì)核心器件的要求等。
腔鏡反射率是指光在腔鏡表面反射的能力，其大小直接影響著光學(xué)系統(tǒng)的性能。在實(shí)際應(yīng)用中，腔鏡可能會(huì)因?yàn)榻佑|到樣品氣體而受到污染，從而導(dǎo)致反射率下降。為此，科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了新的自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，延長(zhǎng)了監(jiān)測(cè)儀器校準(zhǔn)時(shí)間的間隔，降低使用成本，加上協(xié)同CRDS（光腔衰蕩光譜）技術(shù)，可自動(dòng)校準(zhǔn)腔鏡反射率，提高了監(jiān)測(cè)儀器的使用效率；此外，該監(jiān)測(cè)儀器通過(guò)有關(guān)技術(shù)的修正，可有效提高濃度測(cè)量的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
與此同時(shí)，科研團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了低壓采樣方案，對(duì)光學(xué)腔體的表面溫度進(jìn)行分布采樣，利用覆蓋式加熱元件和自主設(shè)計(jì)高精度溫控電路，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)測(cè)量腔的極高溫控精度。通過(guò)一系列新技術(shù)和新方法，該監(jiān)測(cè)儀器在0.1個(gè)大氣壓下，流速增加了20倍，測(cè)量響應(yīng)時(shí)間提升了75%，還能減少水汽凝結(jié)對(duì)鏡片的影響及消除背景氣體的干擾等。
隨著全球氣候變化問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，開發(fā)和應(yīng)用這樣的高精度監(jiān)測(cè)技術(shù)顯得尤為重要。這款高精度溫室氣體監(jiān)測(cè)儀器的成功研制，不僅標(biāo)志著我國(guó)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的又一次重大突破，還展示了我國(guó)在光譜技術(shù)領(lǐng)域的強(qiáng)大創(chuàng)新能力，以及光譜技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的實(shí)際應(yīng)用。
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