北京奥运期间的碳黑气溶胶观测研究

2008年7～8月在北京市奥体中心的遥感所站点连续实时监测碳黑气溶胶(BC),研究其在北京奥运期间的变化特征和来源.奥运会前BC平均质量浓度约为4.58μg/m3,而奥运会期间其平均浓度约为3.07μg/m3,下降比约为33.0%,这说明减排措施有效降低了BC的排放总量.同步监测的可吸入颗粒物(PM10)与BC一致性较好,相关系数为0.86,BC约占PM10的1.9%.比对2007年同期BC浓度数据,也证实了北京地区在实行各项减排措施后,BC的污染情况有较大好转.     

基于吸附管采样/冷阱聚焦方法的环境大气VOCs富集系统研究

研制出一种基于吸附管采样/冷阱聚焦方法的环境大气挥发性有机物(Volatile organic compounds, VOCs)富集 系统。环境大气中的VOCs先被吸附管采样,之后转移聚焦至冷阱中,冷阱热解析后VOCs随高纯载气进入GC-FID系 统中。使用标准气体(苯、甲苯、乙苯)测定系统性能,实验结果表明:本系统设计的冷阱对于VOCs(苯系物)聚 焦效率达到90%以上,标准样品相对标准偏差均小于3%,线性相关系数均大于0.99。该系统运行稳定,满足对环境 大气的VOCs富集的需求。     

霍尔元件在微量振荡天平监测仪中的应用

本文介绍了线性霍尔传感器在微量振荡天平颗粒物监测仪中的应用，设计了频率检测和振荡管保持等幅振荡的控制电路，实现了振荡管固有频率的连续、精确探测。对比实验表明，该仪器设计合理，满足空气质量在线监测的要求。     

环境大气VOCs色谱峰数据处理方法的设计与实现

针对大气挥发性有机化合物(Volatile organic compounds, VOCs)色谱谱图基线漂移严重、 色谱峰峰形复杂的特点,设计了一种色谱数据处理方法。采用移动平均法和小波变换法对高 频噪声和基线漂移进行处理,保证了谱峰解析的准确性。采用一、二阶导数结合法对色谱峰 进行识别,高斯曲线拟合法进行峰面积计算,提高了峰面积计算精度。实验结果表明,该算法 运行速度快,噪声去除和基线校正效果明显,能够准确识别重叠峰、肩峰等不规则峰形,峰面积 计算精度高,满足环境大气VOCs色谱数据处理的要求。     

基于振荡天平技术的大气颗粒物PM10浓度连续监测系统设计

在对比了几种大气颗粒物监测方法的基础上,提出了振荡天平大气颗粒物在线监测方法(TEOM),设计实现了基于振荡天平法的大气颗粒物监测仪,详细介绍了谐振式质量传感器和基于DSP的控制单元.给出了仪器的校准过程和实验数据,数据表明该监测仪能够连续、准确地测量大气颗粒物的质量浓度.     

大气有机碳/元素碳测量中的光学校正方法

根据热光法原理,设计并实现了有机碳(OC)/元素碳(EC)测量系统。在此基础上分析了影响光学校正法准确判断OC和EC分割点的因素,对热分解过程中激光强度的温度效应进行激光补偿校正。描述了激光在滤膜中的传输特性,探讨了造成热光透射法(TOT)和热光反射法(TOR)所确定的OC和EC的分割点存在差异的原因。     

基于LED光源的积分浊度仪的系统设计

散射系数是气溶胶光学性质的重要参数之一.为了研究气溶胶光学性质,研制了一种用于测量散射系数的积分浊度仪.介绍了该仪器的工作原理、系统结构设计,对该仪器中最为重要的光学测量腔室和光源给出了最优的设计方案.该仪器与前向散射型能见度仪对比实验结果显示散射系数与能见度的相关系数为0.834,证明了本仪器的可靠性.本仪器光源稳定,整体系统结构简单,成本低廉,有广阔的应用前景.     

基于DSP的傅里叶变换红外光谱仪动镜控制系统设计

在直线扫描式高精度傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪系统的研制过程中,为了达到光谱图的质量和分辨率要求,提出了一种利用DSP芯片TMS320F28335作为控制器,直线电机运动平台带动动镜的系统设计方法。介绍了FTIR的优点以及TMS320F28335的性能特点,分析了FTIR系统的原理,详细阐述了电机控制系统的设计方案,给出了DSP、电机驱动器以及电机模块之间的硬件接口电路和软件实现方法。实验证明,该电机控制系统具有很好的稳定性和很高的运动精度,其位置运动精度能够达到0.1μm,保证动镜做稳定可靠的直线运动。     

大气有机碳和元素碳测量热光透射法和热光反射法对比研究

大气有机碳(OC)和元素碳(EC)因其独特的环境、气候效应以及对人类健康的影响而成为世界各国环境科学家共同关注的热点。热光法是OC、EC公认较成熟的测量方法,根据使用的光学修正方法不同,分为热光透射法(TOT)和热光反射法(TOR),两种方法测量原理相近,但所得测量结果相差较大。通过深入分析热光法的测量原理,研制了热光透射法和热光反射法模拟实验平台,通过对比实验发现导致二者测量结果差异的原因是TOR的激光分割点要比TOT的提前一些。     

氢火焰离子化检测系统设计

设计了基于氢火焰离子化检测方法的有机物检测系统。介绍了系统的工作原理,并基于此优化了系统的结构设计;根据系统的反应条件,设计了系统的控制电路;针对系统检测信号微弱、动态范围广的特点,使用跨阻放大的方法设计了量程可切换的电流检测电路,实现了大范围的微电流检测。使用甲烷标准气体测定了系统性能,实验结果表明:标准样品重复性测量相对标准偏差均小于2%,线性相关系数大于0.99。