中国科学院战略性先导科技专项(XDB05040200)
- 作品数：14 被引量：62H指数：5
- 相关作者：谢品华凌六一胡仁志王丹秦敏更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学技术大学安徽理工大学更多>>
- 发文基金：中国科学院战略性先导科技专项国家自然科学基金安徽省自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学机械工程天文地球电子电信更多>>
- 非相干光宽带腔增强吸收光谱技术应用于SO_2弱吸收的测量被引量：2
- 2016年
- 非相干光宽带腔增强吸收光谱作为高灵敏检测技术,已成功应用于多种大气痕量气体浓度的测量。根据腔增强吸收光谱技术测量原理可知,若已知测量气体准确浓度,镜片反射率随波长的变化曲线、有效吸收长度、光学腔内有无测量气体吸收前后的光辐射变化,可测量出待测气体的吸收截面。SO_2由于a^3 B_1—X^1 A_1自旋禁阻跃迁,在345~420nm波段吸收截面较低(~10^(-22) cm2/molecule),其测量有一定难度,而准确的弱吸收截面对于卫星反演大气痕量气体浓度以及大气研究等方面均有重要意义。采用365nm LED光源的宽带腔增强吸收光谱实验装置测量357~385nm波段范围SO_2的弱吸收,获得该波段SO_2弱吸收截面,并与已公开发表的SO_2吸收截面进行对比,相关系数r为0.997 3,验证了非相干光宽带腔增强吸收光谱技术准确测量气体弱吸收截面的适用性。
- 段俊秦敏方武胡仁志卢雪沈兰兰王丹谢品华刘建国刘文清
- 关键词：吸收截面
- 基于CRDS系统对北京夜间大气边界层NO_3自由基观测与分析被引量：4
- 2016年
- 夜间大气NO3自由基的氧化能力相当于白天OH自由基,鉴于NO3自由基在大气反应过程中的关键作用,准确测量其浓度及研究其夜间大气化学过程具有重大意义。采用以二极管激光器为光源（中心波长为662nm,半高宽0.3nm）,两块高反射率镜片（R≥99.998 5%）形成的腔体为光学共振腔,有效光程达到约20km的腔衰荡光谱系统（CRDS）对夜间大气NO3自由基进行测量,并且针对秋冬季交通繁忙区域夜间大气边界层NO3自由基化学过程进行研究。采用该系统于2014年10月29日—11月15日在北京市中国科学院大学校园开展了NO3自由基连续外场观测实验,观测期间NO3自由基浓度相对较低,最大浓度约为50pptv,平均值为10pptv。并结合NO2,NO和O3等相关辅助数据对测量结果进行分析,分析表明在观测期间NO3自由基产率为0.04-1.03pptv·s-1,平均寿命约为68s。并且近一步分析了观测期间大气NO3自由基损耗途径,探讨了不同湿度及颗粒物浓度对其损耗的影响。即观测期间当大气中RH≥60%,PM2.5浓度大部分大于60μg·m-3时,ln（τss（NO3））与ln（NO2）的相关性达到0.79,大气中NO3自由基损耗主要以间接为主;然而在RH≤40%,PM2.5浓度大部分小于60μg·m-3时,因测量点靠近国道受局地污染源影响,直接损耗较显著;
- 王丹胡仁志谢品华秦敏杏兴彪
- 基于光纤收发一体LP-DOAS系统对大气 HONO和NO2的测量被引量：5
- 2016年
- 介绍了一种基于施密特-卡塞格林望远镜的光纤收发一体长光程差分光学吸收光谱(LP-DOAS)系统,并应用于实际大气HONO和NO_2的测量。该测量系统采用光纤收发一体设计,相比于目前广泛使用的卡塞格林式差分光学吸收光谱系统更能充分利用望远镜主镜有效面积,具有较高的光学效率。分析了暗电流,偏置以及望远镜内部反射光对系统的影响,在晴好天气下,望远镜内部反散光所占大气谱光强比例小于1%。且通过与传统卡塞格林式差分光学吸收光谱系统进行了实际大气NO_2的测量对比,相关系数r达到0.968,验证了新系统测量的准确性。利用该测量系统在河北固城开展了对大气HONO和NC_2高灵敏度、高时间分辨率的外场观测,在光程为2 490 m下系统对HONO和NO_2探测限(2σ)分别为84.2和144.6ppt。测量期间的平均时间分辨率约为30 s,HONO和NO_2浓度最大值分别为3.2和37.8 ppb,最小值均低于探测限,并根据观测期间的数据结果计算夜间HONO/NO_2平均值为0.12。
- 段俊秦敏卢雪方武凌六一王丹沈兰兰谢品华刘文清
- 关键词：HONO
- 盐酸左西替利嗪片的近红外漫反射光谱定量分析被引量：6
- 2016年
- 利用近红外光谱结合偏最小二乘法实现对不同品牌盐酸左西替利嗪片剂有效成分的定量分析。经内部交叉验证,确定最佳波数范围和光谱预处理方法,以及最佳主成分数,建立最优PLS校正模型。对验证集样品浓度进行预测,得到均方根误差RMSECV、决定系数R^2分别为0.276和0.974。该方法能够用于不同厂家盐酸左西替利嗪片的快速定量分析,是一种有效的药品快速检验技术。
- 王琴刘业海高闽光赵敏杰
- 关键词：傅里叶光学近红外光谱盐酸左西替利嗪片
- 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Monte Carlo大气辐射传输模型的Ring效应模拟被引量：3
- 2013年
- Ring效应描述了由于大气的转动Raman散射导致的太阳夫琅禾费线变弱的现象,这种现象受气溶胶光学性质的影响,因此可以通过模拟Ring效应反映气溶胶状况。研究了基于Monte Carlo大气辐射传输模型(McArtim)模拟计算Ring效应的方法。采用合适的大气参数带入模型,计算总光子中发生转动Raman散射的光子数的概率来衡量Ring效应的强度,并将模拟计算的Ring强度结果和MAX-DOAS系统实测的Ring效应强度进行对比,得到了较好的一致性。结果表明,通过大气辐射传输模型模拟计算Ring效应具有快速特点,在未来的工作中将结合MAX-DOAS技术,利用Ring效应模拟反演大气气溶胶状况。
- 裴显李昂谢品华吴丰成王杨徐晋
- OH自由基共振荧光的门控光子计数测量被引量：1
- 2017年
- 针对气体扩张激光诱导荧光测量低浓度OH自由基系统中短寿命低强度荧光的检测需求,提出了一种共振荧光的门控光子计数测量方法,通过光电倍增管的快速门控电路设计,实现纳秒级时序内荧光的选择性测量.使用一个13级高增益端窗光电倍增管进行荧光探测,通过改变光电倍增管打拿极上的加载电压来实现光电倍增管的快速门控.电路可获得稳定的调制电压,开关延迟时间为168ns,上升沿时间约20ns.对门控电路进行器件优化及匹配参量后,采用调制打拿极d1d3d5的方式,开关引起的光电倍增管噪声降至210ns以内,调制开关比优于10~5.将门控系统应用于气体扩张激光诱导荧光系统OH自由基的荧光探测,有效获得自由基荧光信号.对307.8~308.2nm波段内的OH自由基激发谱线进行了测量,实验结果表明,门控电路能有效抑制激光杂散光的影响,实现低浓度OH自由基共振荧光信号测量.
- 陈浩胡仁志谢品华凌六一杏兴彪刘文清
- 关键词：激光诱导荧光门控光电倍增管OH自由基光子计数
- 非相干宽带腔增强吸收光谱技术应用于实际大气亚硝酸的测量被引量：3
- 2015年
- 介绍了基于紫外发光二极管光源的非相干宽带腔增强吸收光谱技术,并用于实际大气亚硝酸(HONO)和二氧化氮(NO_2)的同时测量.分析了腔内气体的瑞利散射对测量的影响,测试了紫外发光二极管光源的稳定性,使用氦气和氮气的瑞利散射差异性标定了镜片反射率随波长的变化曲线,在HONO吸收峰(368.2 nm)处镜片反射率约为0.99965.应用Allan方差统计方法确定出测量光谱最佳采集时间为320 s,对应的HONO和NO_2的探测限(1σ)分别为0.22 ppb和0.45 ppb.使用非相干宽带腔增强吸收光谱测量装置对大气HONO和NO_2进行了连续三日的实际观测,将测量得到的HONO浓度变化与差分吸收光谱测量装置的测量结果进行对比,线性相关系数R^2为0.917.
- 段俊秦敏方武凌六一胡仁志卢雪沈兰兰王丹谢品华刘建国刘文清
- 关键词：紫外发光二极管二氧化氮
- 大气环境NO_3自由基探测技术研究进展被引量：5
- 2015年
- 相对于OH自由基是白天大气化学的驱动力,NO_3自由基则是夜间大气中重_3自由基寿命短、浓度低(几百ppt),使得对其测量具有挑战性。上世纪八、九十年代,主要采用差分光学吸收光谱(DOAS)技术和基质隔离电子顺磁共振光谱(MI-ESR)技术对NO_3自由基进行测量.随着科学技术的快速发展,本世纪初逐渐发展出腔衰荡光谱(CRDS)技术、腔增强吸收光谱(CEAS)技术、激光诱导荧光光谱(LIF)技术和化学电离质谱(CIMS)技术来探测NO_3自由基。综述了国内外大气NO_3自由基探测技术的研究现状和发展趋势,对各种方法的原理、优缺点及应用进行了较为详细的介绍,并总结了其在大型外场观测中测量NO_3自由基所取得的研究进展。
- 王丹谢品华胡仁志秦敏陈浩段俊朱国梁卢雪
- 关键词：测量技术大气化学
- 二极管激光腔衰荡光谱测量大气NO_3自由基被引量：9
- 2014年
- 本文介绍了基于外部调制二极管激光器(波长661.85 nm,线宽为0.3 nm)为光源的腔衰荡光谱技术探测环境大气中NO3自由基.通过改变外部调制信号,优化二极管激光器的输出光谱,获得NO3自由基的有效吸收截面;探讨了大气中的其他气体成分(O3,NO2和水蒸气)对NO3自由基的测量干扰;考虑PFA管的壁碰撞损耗和过滤膜的损耗,初步量化本系统的NO3自由基进气效率约为70%.当时间分辨率为7 s时,在实验室环境下,系统的探测限为2.0 pptv.将本系统初步应用于夜间大气中NO3自由基的测量(2 h),获得了NO3自由基的浓度主要在17.9—51.7 pptv之间,平均浓度为36.3 pptv,实际的探测限为3.5 pptv;由于NO3自由基进气效率的不确定性等因素,系统的测量误差约为±8%(1σ).实验结果表明,二极管激光腔衰荡光谱技术可实现大气中NO3自由基的高灵敏度在线探测.
- 胡仁志王丹谢品华凌六一秦敏李传新刘建国
- 关键词：大气光学二极管激光
