基于差分吸收光谱技术的大气NO2测量系统研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着经济发展和社会进步，大气污染成为目前人类社会面临的一个重大问题并受到人们的广泛关注，其中no₂是大气中的重要污染成分之一，其重要来源主要有化石燃烧、机动车排放等。

目前针对大气no₂污染研究了不同的检测技术，并开发了相关监测仪器。

差分吸收光谱技术具有非接触、灵敏度高、不需定标等优点，已经成为no₂探测的重要技术之一。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：①结合 DOAS 方法的特点和被测气体的性质，进行相应的光路和探测系统设计；②获取NO₂吸收截面，针对测量的光谱信号进行采集和数据处理，结合相关算法反演NO₂气体浓度；③将系统应用于实验室测试和外场大气NO₂测量，获取大气NO₂浓度信息，并进行相关分析。

3. 研究的方法与步骤

本课题采用光学检测法中的光谱分析法，将光纤耦合技术和一套望远镜装置组合成一套基于差分吸收光谱技术的探测装置。

选用氙灯作为系统光源，对氙灯长程DOAS系统、怀特池设计、光纤耦合设计、光谱探测系统进行设计，最终形成便携式DOAS系统，对NO₂的浓度进行测量，并对测量数据进行分析总结。

4. 参考文献

[1]j.a. morales,j.e.walsh,detection of atmospheric nitrogen dioxide using aminiaturied fibre-optic spectroscopy system and the ambient sunlight[j].spectrochimica acta part,2005,2073~2079

[2]volten h., bergwerff j. b., haaima m., et al. two instruments based ondifferential optical absorption spectroscopy (doas) to measure accurate ammoniaconcentrations in the atmosphere. atmospheric measurement techniques, 2012, 5(2): 413-427.

[3]horbanski, m., phler, d., lampel, j., and platt, u.: the icad (iterativecavity-enhanced doas) method, atmos. meas. tech., 12, 3365–3381,https://doi.org/10.5194/amt-12-3365-2019, 2019

5. 计划与进度安排

（1）2022-2-10～2022-3-08 查阅文献资料，进行文献综述，撰写开题报告，翻译英文文献；

(2) 2022-3-09～2022-3-22 查阅相关资料，了解doas系统组成原理，进行doas系统气体浓度反演算法研究；

(3) 2022-3-23～2022-4-12进行doas系统部件性能测试；