背景介紹:
城市污染地區(qū)近地層O3體積分?jǐn)?shù)變化主要受局地光化學(xué)作用控制,臭氧的產(chǎn)生和損耗決定于其前體物(如NOx、VOCs等)的光化學(xué)反應(yīng)。
大氣中VOC的光化學(xué)反應(yīng)增加了HO2和RO2自由基的含量,從而增加了NO轉(zhuǎn)化成NO2的量,使得臭氧得到積累。
基于德國馬普化學(xué)所(Max-Planck Institute)的技術(shù)和研究,Metcon公司針對(duì)O3、NO2等在光化學(xué)反應(yīng)中的重要作用,專門研制了濾光輻射儀和光解光譜儀,用于大氣光化輻射通量測(cè)量,并計(jì)算取得J(O1D), J(HCHO), J(NO2),J(HONO),J(NO3)和J(H2O2)等光解速率。
Metcon公司研制生產(chǎn)的光譜儀系列儀器能夠測(cè)量280~650nm波段的太陽光譜,根據(jù)所測(cè)得的光譜通量獲得光譜原始數(shù)據(jù),然后利用光譜檢測(cè)器和分析軟件,獲得相應(yīng)波段內(nèi)重要物質(zhì)的光解速率值。
該系列光譜儀器的測(cè)量基于一體化的不含移動(dòng)部件的單色儀,因此對(duì)溫度變化幾乎不敏感,使得檢測(cè)波段可以維持在穩(wěn)定范圍內(nèi)。光譜儀在J(O1D)光解速率檢測(cè)過程中,能夠在低太陽高度角下正常工作,因此該光譜儀在UVB(290~320nm)波段的測(cè)量無需對(duì)總O3濃度的改變進(jìn)行校正。
Metcon的光譜儀可廣泛應(yīng)用于地面觀測(cè)站和航測(cè)模式下的大氣研究。光譜儀用于地面觀測(cè)時(shí),光學(xué)接收頭與檢測(cè)器連接,直接安裝于室外即可;航測(cè)時(shí),需將光學(xué)接收頭單獨(dú)安裝在機(jī)艙外,光譜檢測(cè)器放置在機(jī)艙內(nèi),通過光纖將光學(xué)接收頭與檢測(cè)器連接,光譜檢測(cè)器通過校正后能達(dá)到的信號(hào)穩(wěn)定性。另外,光譜儀也能夠在水下環(huán)境中使用(需根據(jù)具體需求進(jìn)行配置)。
UF- CCD型光解光譜儀:
由于使用CCD檢測(cè)器,提高了檢測(cè)的靈敏度以及分辨率,CCD快速光解光譜儀(即UF- CCD型光解光譜儀)主要由光學(xué)接收頭、CCD檢測(cè)器(Charge-Coupled detector)、檢測(cè)器冷卻控制盒構(gòu)成。儀器特點(diǎn):
* CCD檢測(cè)器,檢測(cè)快速,靈敏度高,故CCD光譜檢測(cè)儀尤其適合在航空測(cè)試中應(yīng)用。光譜儀檢測(cè)時(shí)間僅有100ms,極有利于紫外光譜的檢測(cè), 在UVB波段的檢測(cè)分辨率能夠達(dá)到小于1.8nm的水平;
* 系統(tǒng)裝置使用改進(jìn)的ZEISS-MCS單色儀以及帶有電致冷系統(tǒng)的CCD檢測(cè)器;
* UV檢測(cè)效果增強(qiáng):光譜波段范圍:280~650nm,分辨率<1.8nm(FWHM:即計(jì)數(shù)值一半處的全寬度(峰面積));
* 可在UV~VIS(可見光)范圍拓寬檢測(cè)波段:基于入射狹縫可拓寬光譜波段:290~1000nm,分辨率2~3nm(FMHW)(選配);
* 可直接將光學(xué)接收器連接到光譜儀或通過600 μm 單光纖(或光纖束)與光譜儀連接(選配);
* 可使用筆記本電腦或臺(tái)式電腦對(duì)儀器進(jìn)行操作;
* 數(shù)據(jù)軟件能夠?qū)庾V采樣數(shù)據(jù)連續(xù)實(shí)時(shí)分析,可以由儀器所帶的軟件進(jìn)行處理和文檔化,實(shí)時(shí)獲得光譜和光解速率,通過以太網(wǎng)(Ethernet)進(jìn)行傳輸;
* 數(shù)據(jù)軟件包可將原始數(shù)據(jù)資料轉(zhuǎn)換成0.5nm光譜下校正的樣條函數(shù)和J(O1D)、J(HCHO)、J(NO2)、J(HONO)、J(NO3)、J(H2O2)及光譜的集成數(shù)據(jù);
* 該檢測(cè)系統(tǒng)通過NIST/PTB 1000W 鹵素?zé)暨M(jìn)行跟蹤校正。
技術(shù)參數(shù):
* 分光器類型:可接收的固定光柵單色儀(CARL ZEISS);
* 光學(xué)連接(航測(cè)時(shí)使用):石英光纖,連接到狹縫轉(zhuǎn)換器;
* 檢測(cè)器類型:帶冷卻CCD:532 Pixel *64 Pixel;
* 光譜測(cè)量范圍:280~650nm,光譜分辨率<1.8nm(FWHM);
* 重量:約5kg;
* 電源:輸入100~240VAC,50HZ,功率60W;
* 數(shù)據(jù)傳輸:通過以太網(wǎng)接口傳輸數(shù)據(jù);
* 分析測(cè)量間隔:1s~30min(在區(qū)間內(nèi),用戶可任意調(diào)整);
* 可使用筆記本電腦或臺(tái)式電腦控制軟件,Win7系統(tǒng)或windows8系統(tǒng)均可運(yùn)行;
* 儀器自帶軟件包含有光譜原始數(shù)據(jù)及計(jì)算J(O1D)、J(HCHO)、J(NO2)、J(HONO)、J(NO3)、J(H2O2)光解速率的程序。
儀器校正:
每臺(tái)儀器出廠前都有一個(gè)校正因子,該校正因子是通過在光學(xué)試驗(yàn)臺(tái)上掃描標(biāo)準(zhǔn)的1000W燈獲得,軟件計(jì)算過程中,光譜的原始信號(hào)需要乘以基準(zhǔn)的校正因子。