[发明专利]一种大气分子浓度的计算方法及设备

说明书

一种大气分子浓度的计算方法及设备，特点是：控制光源发射出光线并由经第一光纤导出至第一凸透镜的焦点上，第一凸透镜对光线准直后射入光腔进行多次来回反射后离开光腔，并经由第二凸透镜聚焦到第二光纤并导入光谱仪；获得光谱仪传递的光强度图I₀(λ)，光强度图I₀(λ)是光腔内充满不含待定浓度的大气分子的零气时光谱仪测得的光强度图；获得光谱仪传递的光强度图I(λ)，光强度图I(λ)是光腔内充满含有待定浓度的大气分子的气体时光谱仪测得的光强度图；λ表示光线的波长；根据光强度图I₀(λ)和光强度图I(λ)，计算出待定浓度的大气分子的浓度c。本申请不仅有效、便捷地检测大气分子(如NO₂、NO₃)的浓度及大气颗粒物的消光，而且具有超高灵敏度、能有效检测超低浓度的气体分子浓度。

技术领域

本申请涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种大气分子浓度的计算方法及设备。

背景技术

伴随着社会、经济的不断发展，大气污染在世界大部分地区，尤其是在发展中国家地区越来越引起人们的重视。为了检测大气污染的严重程度，通常需要利用检测仪器对大气分子(如NO₂、HCHO、CHOCHO、N₂O₅、NO₃、HONO等)的浓度进行检测。在现有技术中，在利用检测仪器检测大气分子的浓度之前，通常需要先用已知浓度的标准气体来标定检测仪器的灵敏系数(sensitivity coefficient)，而用已知浓度的标准气体来标定检测仪器的灵敏系数会给检测添加额外的复杂度和步骤；此外，标准气体的购买、运输等可能较为昂贵、繁琐，甚至有时难以获得的标准气体(如N₂O₅和NO₃)，从而加剧检测难度。此外，现有的检测仪器对于超低浓度的大气分子的检测效果不理想。

发明内容

本申请实施例公开的一种大气分子浓度的计算方法及设备，不仅能够有效、便捷地检测大气分子(如NO₂、HCHO、CHOCHO、N₂O₅、NO₃、HONO等)的浓度，而且能够有效检测超低浓度的大气分子浓度。

本申请实施例第一方面公开一种大气分子浓度的计算方法，所述方法包括：

控制光源发射出光线并由经第一光纤导出至第一凸透镜的焦点上，以使所述第一凸透镜对光线准直后射入由两面高反射镜组成的光腔进行多次的在所述两面高反射镜之间来回反射后离开所述光腔，并经由第二凸透镜聚焦到第二光纤上，再经由所述第二光纤导入光谱仪；

获得所述光谱仪传递的光强度图I₀(λ)；其中，所述光强度图I₀(λ)是所述光腔内充满不含待定浓度的大气分子的零气时所述光谱仪测得的光强度图；

获得所述光谱仪传递的光强度图I(λ)；其中，所述光强度图I(λ)是所述光腔内充满含有所述待定浓度的大气分子的气体时所述光谱仪测得的光强度图；所述λ表示所述光线的波长；

根据所述光强度图I₀(λ)和所述光强度图I(λ)，计算出所述待定浓度的大气分子的浓度c。

基于本申请实施例第一方面，在本申请实施例第一方面的第一种实施方式中，所述根据所述光强度图I₀(λ)和所述光强度图I(λ)，计算出所述待定浓度的大气分子的浓度c，包括：

所述根据所述光强度图I₀(λ)和所述光强度图I(λ)，并结合以下公式计算出所述待定浓度的大气分子的浓度c，