大气HOx自由基湍流标定系统研究
The Study of Turbulent Calibration System of HOx Radical Detection
摘要 HOx(OH,HO2)自由基是大气中重要的氧化剂,准确测量大气HOx自由基的浓度对研究大气光化学反应机理有着重要作用.气体扩张激光诱导荧光技术(FAGE)已广泛应用于HOx自由基的外场观测,准确标定是FAGE系统准确测量大气HOx自由基的重要前提.介绍了一种可以产生准确OH和HO2自由基浓度的便携式湍流标定系统.该系统是基于低压汞灯产生的185 nm线辐射处于湍流状态的H2 O和O2产生一定浓度的HOx自由基.该系统中产生的自由基浓度分布均匀,适用于多种平台的系统标定.为了准确计算出湍流标定装置中产生HOx自由基的浓度,分别开展了氧气和水汽吸收截面的测量.利用高精度的腔衰荡光谱(CRDS)系统测量臭氧浓度,并用冷镜式露点仪对温湿度计测量水汽的浓度进行修正,提高标定系统HOx自由基浓度计算的准确度.为了便携化湍流标定系统的外场应用,快速获取标定系统中产生的HOx自由基的浓度,测量了用于探测汞灯光强的光电倍增管的灵敏度因子,实现用汞灯光强代替标定系统中产生的臭氧浓度.考虑到HO x自由基的活性比较高,在湍流标定系统传输的过程中会有一定的壁碰撞损失,通过改变汞灯和标定装置出气口之间的距离对HOx自由基在标定系统中的壁碰撞损失进行定量测量.将搭建好的湍流标定系统应用于基于气体扩张激光诱导荧光技术HOx自由基探测系统(FAGE-HOx)的准确标定测试,根据O H自由基在标定系统中的壁碰撞损失对FAGE系统中探测的O H自由基荧光数进行修正,实验结果表明修正后的OH自由基荧光数和OH自由基浓度之间有着良好的相关性,这说明HOx自由基湍流标定系统具有很好的准确性,并且体积小方便携带,适用于外场复杂环境条件下的系统标定.
Author: WANG Yi-hui HU Ren-zhi XIE Pin-hua WANG Feng-yang ZHANG Guo-xian LIN Chuan LIU Xiao-yan WANG Yue
作者单位: 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院,安徽 合肥 230026;中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031;中国科学院区域大气环境研究卓越创新中心,福建 厦门 361000;中国科学院大学,北京 100049 安徽医科大学药学院,安徽 合肥 230032
刊 名 光谱学与光谱分析 ISTICEISCIPKU
年,卷(期): 2021, 41(8)
分类号: O433.1
在线出版日期: 2021年8月20日
基金项目: 国家重点研发计划项目,国家自然科学基金项目,安徽省杰出青年科学基金项目