FTIR监测浙江地区空气中C2H2和C2H6及其相关分析

使用多次反射池FTIR系统在2010年12月对浙江地区两种挥发性气体乙炔（C2H2）和乙烷(C2H6）进行了监测,通过对测量气体的吸收光谱进行光谱定量分析,获取了这两种组分的浓度信息,并分析了它们的相关性。研究结果表明,该测量系统能以非接触的方式对空气中多种气体进行在线监测,及时反应测量区域内浓度信息。     

傅里叶变换红外光谱辐射定标方法的研究

红外辐射定标是红外遥感信息定量化的关键技术,对所测光谱进行定标是定量分析中的重要环节。给出了两点定标、线性多点定标和非线性多点定标的具体算法,使用傅里叶变换红外光谱仪,测量了HFY-302B和HFY-300B型黑体在不同温度下的辐射谱,其中一些辐射谱用于定标,使用另外一个特定温度下的辐射谱来检验定标结果,结果表明,线性多点定标方法更加准确。     

利用SOF-FTIR技术监测化工厂区VOCs排放

易挥发有机化合物(VOCs)的来源广泛且参与大气光化学反应,是光化学污染物的主要前体物,也是影响城市和区域大气质量的重要污染物,工业生产过程中多点源、面源和无组织源排放的VOCs是其重要来源。对于多点源、无组织排放源,其所包含的各种污染排放情况复杂且存在较多未知因素,一直缺乏便捷和快速的监测手段。利用车载掩日法通量遥测技术(SOF-FTIR),以太阳直射光的红外辐射作为接收光源,快速扫描工厂污染区域并进行实时的气体泄漏监测,具有结构轻便、便于移动测量、可进行多组分、低浓度、远距离遥测等优点。实验分析表明,该方法可快速大范围地对化工厂区的VOCs排放进行监测并给出其时空分布情况,可为试验地区相关的环保决策提供有效的数据支持。     

温室气体及碳同位素比值傅里叶变换红外光谱分析的温度依赖关系研究

为了研究温度变化对温室气体及碳同位素比值光谱定量分析的影响,首先从理论上分析得出温室气体浓度及13CO2值的定量反演主要取决于吸收系数,并研究了吸收系数的计算方法.其次结合HITRAN数据库,研究了温度对线强、展宽以及吸收系数的影响规律,结果表明:压强为1 atm(1 atm=1.013105 Pa)恒定条件下,温度变化时,吸收系数受线强变化的影响强于受展宽变化的影响.最后通过实验验证了温室气体和碳同位素比值傅里叶变换红外光谱(FTIR)反演的温度依赖关系,其中碳同位素比值受温度变化影响幅度最大,单位温度变化对13CO2值的影响为14.37.文中结果为高精度温室气体及碳同位素比值红外光谱监测装置中的温度监控系统设计提供了理论依据.     

FTIR监测浙江地区空气中C_2H_2和C_2H_6及其相关分析

使用多次反射池FTIR系统在2010年12月对浙江地区两种挥发性气体乙炔（C_2H_2）和乙烷（C_2H_6）进行了监测,通过对测量气体的吸收光谱进行光谱定量分析,获取了这两种组分的浓度信息,并分析了它们的相关性。研究结果表明,该测量系统能以非接触的方式对空气中多种气体进行在线监测,及时反应测量区域内浓度信息。     

反射式FTIR监测温室气体浓度及其变化规律

工业革命以来,温室效应引起的全球气候变迁问题越来越受到人们的关注。人类活动相关的主要温室气体是CO2,CH4,N2O和CO,对其浓度进行连续测量,获取浓度随时间的变化规律对大气环境科学具有重要意义。使用多次反射池FTIR系统在浙江地区对这四种气体进行了监测,通过对测量的气体吸收光谱进行光谱定量分析,获取了待测组分的浓度信息,并对其变化规律进行了分析。同时对仪器的性能进行了检测,结果表明,多次反射池FTIR是进行环境气体监测的一种快速有效直接的监测手段。     

Δ13CO2值傅里叶变换红外光谱检测标准尺度校准方法

为了提高13CO2值的FTIR检测准确度,保证不同检测系统检测数据之间的兼容性,需要对测量值进行标准气体校准。首先研究了13CO2值的标准气体校准方法,重点研究了浓度直接校准法和13CO2值经验校准法的校准过程,在此基础上对13CO2值的FTIR测量值进行了校准修正。校准修正结果表明:校准后13CO2值的测量准确度有明显提高,浓度直接校准法和13CO2值经验校准法的准确度分别提高5.5和6.4倍。该研究有助于提高FTIR技术的检测准确度和不同系统之间检测值的兼容性。     

干涉仪速度波动对光谱信噪比的影响规律研究

干涉仪速度波动是影响光谱信噪比的重要因素之 一,为了进一步提高光谱信噪比 ,对干涉仪速度波动与光谱信噪比 之间的关系进行了研究。文中从旋转角度、反馈速度测量、电路噪声等方面定量分析了倾斜 式干涉仪光程差速度波动的成因, 在此基础上,通过理论分析和实验验证了光程差速度不稳定性对光谱信噪比的影响规律。实 验结果表明,在同一波数区间,光 程差速度稳定性越高,光谱信噪比越好,速度稳定性提高5%时,光谱信噪比提高约14%—16%。当光程差速度恒定时,低波数段 的光谱信噪比明显优于高波数段,2100200 c m－1波段比2500600 cm－1波段的信噪 比高约20%。该研究成果为高信噪比光谱仪的设计提供了理论基础。     

用于药品无损分析的近红外光谱检测系统光学设计

为实现药品的无损快检,设计了基于傅里叶变换红外光谱检测的光学系统,系统工作波段为4000～12000 cm-1.设计合适的光学结构并确定光学元件的特征参数,用Zemax对设计的光学系统进行光线追迹和优化分析.搭建实验平台,采集了5种相似药品的近红外光谱数据,用主成分分析法(PCA)结合误差反向传播人工神经网络算法(BPANN)对数据进行处理,有效区分了5种药品的光谱,识别准确率达到93.333％.实验结果表明:该近红外光谱检测系统适用于药品的无损分析,能有效鉴别相似药品.     

基于太阳光谱的FTIR技术监测石油化工区丙烯的浓度分布

介绍了一种基于太阳光谱的傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术实时监测石油化工区丙烯浓度分布情况的新方法和非线性最小二乘法反演污染气体浓度的算法。利用自主研发的车载FTIR系统对预监测污染源区域做闭合环路测量获取背景参考谱、测量谱,同时应用气体辐射传输的简化模型计算得到大气透过率谱,最终应用非线性最小二乘拟合算法对大气透过率谱反演得出污染源区域周边污染气体分布的柱浓度信息。运用此方法实际遥测了上海高桥石油化工区丙烯排放的情况,实验结果显示,测量的丙烯柱浓度分布准确地反应了污染物的排放和扩散情况,证明了车载FTIR技术在区域性污染气体监测方面的实用性。