[发明专利]一种大气有机硝酸酯的分类测量方法及系统

权利要求书

1.一种大气有机硝酸酯的分类测量方法，包括以下步骤：

1)将待测气体分流为三路，分别进入常温通道、中高温通道和高温通道，所述常温通道内过氧硝酸酯和烷基硝酸酯均不热解，所述中高温通道内过氧硝酸酯完全热解为NO₂而烷基硝酸酯不热解，所述高温通道内过氧硝酸酯和烷基硝酸酯均发生完全热解生成NO₂；

2)将常温通道、中高温通道和高温通道的气流循环导入同一个腔增强吸收光谱检测装置，检测出不同通道导出的气流中的NO₂的特征吸收光谱，其中：常温通道测量大气中的NO₂，中高温通道测量大气中的过氧硝酸酯和NO₂的总和，高温通道测量大气中的烷基硝酸酯、过氧硝酸酯和NO₂的总和；

3)对于不同通道测量得到的光谱采用动态零点的方法计算出对应待测物种的吸光系数，其中，中高温通道对应过氧硝酸酯，高温通道对应过氧硝酸酯和烷基硝酸酯的总和；

4)通过光谱拟合软件解谱拟合出中高温通道中过氧硝酸酯的浓度以及高温通道中过氧硝酸酯和烷基硝酸酯的浓度总和，从而获得大气中过氧硝酸酯和烷基硝酸酯的浓度。

2.如权利要求1所述的分类测量方法，其特征在于，步骤1)中中高温通道的温度控制在175℃-200℃，高温通道的温度控制在350℃-400℃。

3.如权利要求1所述的分类测量方法，其特征在于，步骤2)中所述腔增强吸收光谱检测装置通过两个高反镜的高反射率面相对准直构成光学耦合腔，将不同通道的气流导入该光学耦合腔并采集NO₂的特征吸收光谱；在步骤3)以常温通道的测量光谱I_REF作为参考光谱，以中高温通道的测量光谱I_TD180作为采样光谱，通过下面的公式计算出过氧硝酸酯的浓度对应的吸光系数α_[PNs]：

以常温通道的测量光谱I_REF作为参考光谱，以高温通道的测量光谱I_TD380作为采样光谱，通过下面的公式计算出过氧硝酸酯和烷基硝酸酯的浓度总和对应的吸光系数α_[ANs+PNs]：

其中，λ为波长，为标定得到的λ波长下高反镜的反射率，d_eff为在高反镜前吹扫的作用下光学耦合腔的有效腔长。

4.如权利要求3所述的分类测量方法，其特征在于，设定一个有机硝酸酯分子热解转化为一个NO₂分子，在步骤4)根据下面的公式，通过光谱拟合软件由吸光系数α_[PNs]和α_[ANs+PNs]得到对应的NO₂浓度，分别是过氧硝酸酯的浓度以及过氧硝酸酯和烷基硝酸酯的浓度总和；

其中，λ为波长，为λ波长下待测气流的吸光系数，I(λ)为采样光谱，I₀(λ)为参考光谱，为标定得到的λ波长下高反镜的反射率，d_eff为在高反镜前吹扫的作用下光学耦合腔的有效腔长，n_i为待测分子的浓度，σ_i(λ)为λ波长下待测分子的吸收截面，所述待测分子指NO₂分子，α_Mie(λ)和α_Rayl(λ)分别代表在λ波长下米散射和瑞利散射导致的光强损耗。

5.一种大气有机硝酸酯的分类测量系统，包括采样模块、前置处理模块和检测模块，采样模块采集的气流经前置处理模块处理后进入检测模块进行检测，其特征在于，采样模块采集的气流进入前置处理模块中首先通过管路连接件实现三路分流，分别进入三路处理通道：常温通道、中高温通道和高温通道，所述中高温通道和高温通道分别通过恒温加热装置将温度控制在175℃～200℃和350℃～450℃区间的一特定温度；每路处理通道再通过一个三通电磁阀将气流导向进入检测模块或直接流出系统；所述检测模块包括一个腔增强吸收光谱检测装置，循环检测不同处理通道导出的气流中的NO₂的特征吸收光谱。