[发明专利]利用天空散射光测量大气污染气体水平分布和近地面竖直分布的装置及方法

摘要

一种利用天空散射光测量大气污染气体水平分布和近地面竖直分布的装置及方法，包括二维转动平台、电子罗盘、电子倾角仪、光接收系统、光谱仪和CCD、计算机、氧二聚体浓度测量装置、定标灯；光接收系统搭载到二维转动平台上，指向任意方位角和仰角，利用电子罗盘和电子倾角仪获得精确的方位角和仰角信息；天空散射光经光接收系统传输到光谱仪，光谱仪采集的光谱信息经过CCD AD转化传输到计算机，通过计算机利用差分吸收光谱分析方法进行反演，得到光的传输路径上的污染气体柱浓度，并同时得到光的传输路径上氧二聚体柱浓度，氧二聚体浓度测量装置测得氧二聚体浓度，获得光的传输路径的长度，最终获得光路上的污染气体平均浓度。本发明可以实现对大气污染气体的水平分布的测量，并利用扫描DOAS算法可获得近地面的大气污染气体竖直分布，结构简单。

主权项

利用天空散射光测量大气污染气体水平分布和近地面竖直分布的装置，其特征在于包括：二维转动平台、电子罗盘、电子倾角仪、光接收系统、光谱仪和CCD、计算机、氧二聚体浓度测量装置和定标灯；其中光接收系统搭载到二维转动平台上，使光接收系统能够指向任意仰角和方位角；电子罗盘用于确定光接收系统指向的方位角；电子倾角仪用于确定光接收系统指向的仰角；光接收系统指向定标灯，用于对光谱仪和CCD进行校准；天空散射光经光接收系统通过光纤传输到光谱仪内，经光谱仪分光后照亮CCD，CCD采集的光谱信息经过AD转化传输到计算机，通过计算机利用差分吸收光谱分析方法进行反演，得到所测光路上的污染气体柱浓度，并同时得到所测光路上氧二聚体柱浓度；氧二聚体浓度测量装置提供此时此地的氧二聚体浓度；根据以上两个氧二聚体信息获得光的传输路径长度，从而将污染气体柱浓度转化为光的传输路径的平均浓度；当光接收系统指向多个方位角时，获得大气污染气体水平分布；当光接收系统指向小于5度的多个仰角时，获得大气污染气体近地面竖直分布。