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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
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:X851[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:[1]国家环境保护环境光学监测技术重点实验室,安徽合肥230031, [2]中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室,安徽合肥230031, [3]不详
  • 相关基金:“十二五”农村领域国家科技计划资助项目(No.2012BAJ24B02-5);国家重大科学仪器设备开发专项资助项目(No.2013YQ22064302);国家自然科学基金资助项目(No.41305020);中国科学院战略性先导科技专项资助项目(No.XDB05040500,XDB05050300)
中文摘要:

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δ13CO2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δ13CO2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.

英文摘要:

The hardware design of a Fourier Transform Infrared (FTIR) analyzer was improved to realize the simultaneous and continuous measurements of greenhouse gases and δ13 CO2 values in high Precision. Firstly, the FTIR measurement system was designed and analyzed theoretically, and the temperature and pressure monitoring systems and sealed drying gas circuit were introduced into the spectroscopy. Then the process of quantitative spectral analysis was presented. Finally, the comparative measurements were designed by using standard gases. Experimental results on CH4, CO, CO2 and ~3 CO2 indicate that the Standard Deviations(STD) measured by the designed analyzer are 0.01, 0. 011, 0. 239 X 10.6 and 0. 572‰, the standard uncertainty of designed measurement system is improved about 6. 3, 8. 45, 10. 54 and 14. 73 times that of routine FTIR measurements, and the system errors are improved about 2.88, 1.93, 4.67 and 4.66 times, respectively. The comparison of the measurement results between the analyzer and the Isotope Ratio Mass Spectrometer (IRMS) for δ13CO2 value shows that the STDs are 0. 572‰ and 0. 171‰ respectively, and the standard uncertainty of the both methods is similar. The FTIR analyzer for greenhouse gases and carbon isotope ratios satisfies the requirements of measurements for multi-species, online and high precision.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699