开放路径多通道池有助于在线测量大气中的 H2O 和 CO2 通量

TDLAS传感器的照片和用于测量大气H的开放路径TDLAS系统的示意图2O 和 CO2浓度。来源：顾明思

根据发表在《光学快报》上的一项研究，中国科学院合肥物理科学研究院的一个研究团队提出了一种在线测量大气H2O 和 CO2通 量。

“我们设计了一种开放路径和抗污染的多通道电池，”领导团队的高晓明教授说，“并将其应用于可调谐二极管激光吸收光谱传感器（TDLAS）。

新型气体分析仪器与商用仪器具有良好的一致性，精度相当。

降低温室气体浓度的最重要方法之一是在土壤和植被中储存碳。科学家建议使用气流产生的湍流涡来测量温室气体排放。

基于可调谐激光吸收光谱结合涡流协方差技术的设备具有灵敏度高、精度高、响应快等诸多优点。测量气体通量的气路方法有两种：开路和闭路。然而，传统的开路多通程单元是不合适的，因为它的光路暴露在空气中，导致透镜的镀膜层在大气中被腐蚀。

与传统的多通道单元不同，这种新型抗污染的开放路径多通道单元主要由涂覆在凸表面上的两个平凸镜组成。

“它的背面是涂层的，”高说。“该设计不允许镜片的镀膜层与空气直接接触，这就是为什么它具有抗污染效果的原因。

这种设计有效地避免了外部环境对镜片膜层的污染和腐蚀。应用于大气温室气体CO通量监测设备2和 H2O、提高了开路系统的长期稳定性和耐久性。

研究人员设置自制仪器进行比较观察实验。图片来源：顾明思

该设计在CO的现场比较观测实验中得到了进一步的验证。2和 H2O小麦季节性农田生态系统的通量。结果与使用非色散红外商业仪器取得的结果非常吻合。

“我们看到通量测量在任何生态系统中都有很好的应用前景，”高说。

更多信息：顾明思等，用于大气H2O和CO2通量在线测量的开程抗污染多通道单元TDLAS传感器，光学快报（2022）。DOI： 10.1364/OE.474070

期刊信息：光学快报