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中国科学院战略性先导科技专项(XDB05040500): 作品数：11 被引量：67H指数：5; 相关作者：徐亮高闽光童晶晶金岭李胜更多>>; 相关机构：中国科学院中国科学技术大学皖江新兴产业技术发展中心更多>>; 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国家重大科学仪器设备开发专项更多>>; 相关领域：理学机械工程环境科学与工程电子电信更多>>

CO_2及其碳同位素比值高精度检测研究被引量：8: 2013年; 改进了一种基于傅里叶变换红外光谱法测量CO2气体的装置,改进后的装置能够提高CO2检测精度,并能同时测量CO2碳同位素比值.研究了温度和压力对CO2浓度值和CO2碳同位素比值测量的影响规律.利用该装置连续测量了标准CO2气体和环境大气,对标准CO2气体测量得到的CO2浓度值及其碳同位素比值进行温度和压力影响修正,获得了较好的精度和准确度.; 李相贤徐亮高闽光童晶晶金岭李胜魏秀丽冯明春; 关键词：光谱学同位素比值傅里叶变换红外光谱二氧化碳

污染气体扫描成像红外被动遥测系统的检测下限研究被引量：2: 2013年; 红外被动遥测系统应用于污染气体监测时,其检测下限可用噪声等效柱浓度来衡量,该参数是表征系统灵敏度的重要指标。在污染气体红外辐射大气传输模型基础上,推导出了噪声等效柱浓度的理论表达式,表明其与系统噪声等效辐射通量密度、背景及污染气团辐射亮温和目标气体的吸收系数相关。以六氟化硫为示踪气体进行了实验,计算并分析了系统在不同背景和污染气团辐射亮温环境下的检测下限,并给出了系统噪声等效柱浓度的伪彩色分布图。结果表明,系统噪声等效柱浓度随背景和污染气团辐射亮温的温差增大而迅速减小,温度差为30K时检测下限降至10-2 ppm·m量级,噪声等效柱浓度分布图的生成有助于判别系统在复杂背景下的检测下限变化范围。; 焦洋徐亮高闽光金岭童晶晶李胜魏秀丽; 关键词：FTIR 亮温

利用SOF-FTIR技术监测化工厂区VOCs排放被引量：10: 2013年; 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。; 金岭徐亮高闽光童晶晶程巳阳李相贤; 关键词：易挥发有机化合物遥测

分析温室气体及CO2碳同位素比值的傅里叶变换红外光谱仪被引量：20: 2014年; 改进了傅里叶变换红外分析仪(FTIR)的硬件设计以实现温室气体及CO2碳同位素比值的多组分、高精度、连续自动测量。首先,对FTIR分析仪测量系统进行了设计和理论分析,引入了温度和压力监控系统以及全密封气路干燥系统。然后,讨论了光谱的定量分析过程。最后,设计了标准气体对比测量实验。实验结果表明:分析仪测量CH4,CO,CO2和δ13 CO2值的标准偏差分别为0.01×10-6,0.011×10-6,0.239×10-6和0.572‰,与常规FTIR测量系统相比,其检测的标准不确定度分别提高了6.3,8.45,10.54和14.73倍,其系统误差分别提高了2.88,1.93,4.67和4.66倍;对比分析仪与同位素质谱仪对δ13 CO2值的测量结果,标准偏差分别为0.572‰和0.171‰,二者测量的标准不确定度相近。所设计的温室气体及CO2碳同位素比值FTIR分析仪能够满足多组分、高精度、连续自动测量的需要。; 李相贤徐亮高闽光童晶晶刘建国; 关键词：温室气体

一种傅里叶红外光谱校准数据库软件系统研究: 2013年; 傅里叶红外光谱分析方法具有分辨率高、光通量大、频带宽等优点,在痕量成分分析领域应用广泛。在污染大气成分在线监测过程中,准确的标准光谱数据库是进行大气成分探测的首要条件和计算基础。开发了一套可用于红外光谱在线分析的校准光谱数据库平台,研究在使用傅里叶红外光谱仪进行实际测量的过程中,影响表观光谱的仪器因素,具体包括仪器分辨率、切趾函数和入射辐射的立体角等。在此基础上,对傅里叶红外光谱仪仪器线型函数进行建模,实现高分辨率校准光谱的环境参数和仪器线型函数匹配,建立了一套基于HITRAN的红外光谱定量校准数据库,并给出了基于该数据库的仿真校准光谱实例。该数据库可用于大气痕量和微量成分的红外光谱分析研究。; 曹瑛徐亮刘建国童晶晶; 关键词：傅里叶变换红外光谱分辨率数据库

污染气体扫描成像红外被动遥测系统实时数据处理研究被引量：8: 2013年; 使用红外被动遥测技术可实现污染气体的远程监控和预警.该技术应用过程中,获取背景辐射是进行定量解析的关键,在已有的应用中,多采用同条件测量法和上风口测量方法获取背景光谱和环境光谱,但这些方法均需要提前或者同时测量无目标物的背景光谱,难以在实际应用中满足快速响应的需求.本文基于红外辐射传输模型分析,通过研究在800—1200cm-1波段内的实测光谱中同时包含目标、背景和环境辐射的基本原理,采用了一种不需要事先测量背景的目标特征的背景光谱实时提取算法,通过将该方法应用于自主研制的污染气体扫描成像红外被动遥测系统,以六氟化硫为示踪气体,开展了遥测验证实验.将获取的浓度数据与应用同条件测量法获取的数据进行了比较,结果显示两者的相关系数平方值达到0.99,表明该方法切实可行,可有效提高系统的响应速度和适用范围.; 焦洋徐亮高闽光金岭童晶晶李胜魏秀丽; 关键词：傅里叶变换红外光谱

污染气团扫描式FTIR被动遥测系统被引量：5: 2013年; 大气中某点的污染气体可利用FTIR技术实现远程被动遥测,而对于突发性污染气体泄露事故的检测和预警,污染气团的浓度分布是重要参数。根据以上需求设计了扫描式FTIR被动遥测系统,系统由FTIR光谱仪、可见光系统、扫描系统及计算机构成,系统控制软件使用LabVIEW编写。应用FTIR被动遥测模型反演算法获取污染气体浓度,并结合扫描位置参数获取污染气团分布信息,以伪彩色浓度分布图叠加可见光图像的形式显示结果。验证实验表明,系统运行稳定,可有效探测目标区域污染气团浓度分布,具有良好的应用前景。; 焦洋徐亮高闽光金岭童晶晶李胜魏秀丽; 关键词：FTIR LABVIEW

合肥地区大气中CO_2和CH_4柱浓度季节变化遥测被引量：2: 2014年; 针对全球变暖贡献最大的两种温室气体CO2和CH4，采用自行研制的地基傅里叶变换近红外光谱遥测系统连续观测了合肥地区2012年2月到2013年4月的直射太阳光光谱，进而获得整层大气透过率测量光谱。在前向模型中采用逐线积分、低阶多项式近似方法得到整层大气透过率模拟光谱。利用模拟透过率光谱在CO2的6150～6270 cm -1波段、CH4的5970～6170 cm-1波段对测量透过率光谱进行迭代拟合，获得气体柱浓度。以O2柱浓度为内标函数获得CO2和CH4的干柱体积混合比。CO2和CH4干柱体积混合比日均值都具有较大波动性和明显的季节周期性，它们的月均值整体上具有较强的一致性，但是变化特征不尽相同。与日本温室气体卫星瓦里关地区的报道结果相比，C O 2含量峰谷值对应的时间相对滞后，并且峰值到谷值的转变时间较长；与利用SCIAMACHY 资料分析的全国范围内CH4柱浓度平均值变化趋势相比， C H4含量表现出夏高冬低的单峰单谷型变化趋势。它们的变化特征与源和汇的平衡、气象和气候条件等复杂因素有关，还需长期观测和深入研究。; 程巳阳高闽光徐亮金岭李胜童晶晶魏秀丽刘建国刘文清; 关键词：CO2 CH4 CO2 CH4

基于触发采样方法和相位校正的红外光谱测量的应用研究被引量：4: 2015年; 傅里叶变换红外光谱仪可实现对高温烟气的多组分同时测量,在该方面具有广泛的应用前景。而决定其能否成功应用的重要因素之一,在于测量系统中对红外干涉图采样的相位误差控制。论述了系统相位误差产生的主要原因,通过分析氦氖激光干涉信号过零均匀性,说明了产生相位误差的主要原因是激光信号与参考信号的相位差。与此同时,定量分析了相位误差对仪器信噪比的影响,通过Mertz相位校正方法得到了仪器信噪比较之原来提高了数千倍。并进行了相关实验。实验结果表明,基于此干涉图采样方法的系统满足高温烟气测量的需要。; 李妍高闽光徐亮李胜李相贤叶树彬刘建国; 关键词：相位校正信噪比

基于人工神经网络的傅里叶变换中红外光谱法对食用油油烟种类识别研究被引量：4: 2017年; 随着餐饮业的发展,餐饮烟气已经成为某些城市三大空气污染源之一。由于餐饮烟气对人体健康威胁很大,近年来对餐饮烟气的研究愈来愈热。餐饮烟气中包含有大量食用油加热过程中裂解而产生的不饱和烃类,危害着人类健康。不同食用油裂解出来的成分以及含量有所不同,通过构建一定的分类识别数学模型,从而实现对食用油分类识别。采用自主研发的傅里叶变换红外光谱仪,采集了不同食用油油烟烟气红外光谱数据。同时构建了主成分分析(PCA)分别结合概率神经网络(PNN)以及误差反向传播人工神经网络(BPANN)的分类识别算法。将两种分类识别算法对不同食用油油烟烟气的傅里叶变换红外光谱数据进行分析。通过样本数据对数学模型进行训练,将训练好的数学模型对未知光谱数据进行分析,来确定产生油烟烟气的食用油种类。实验结果表明,两种算法都能对不同的油烟种类进行较好地分类识别。在全波段识别时,识别率分别达到90.25%和97.0%。通过对烟气光谱数据的吸收波段进行分析,提取大气窗口并且具有较强可挥发性有机物(VOCs)吸收特征的波段(1 300~700 cm^(-1)以及3 000~2 600 cm^(-1));将吸光度数据分成两个分离的吸收波段,两种算法在3 000 2 600 cm^(-1)波段都有较好的识别效果,PCA-PNN算法识别率为90.25%,PCA-BPANN算法识别率为92.25%。可见,两种人工神经网络算法都能有效对食用油烟种类进行识别。; 叶树彬徐亮李亚凯刘建国刘文清; 关键词：FTIR 人工神经网络主成分分析

中国科学院战略性先导科技专项(XDB05040500)

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机构

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