光腔衰蕩光譜技術(shù)(CRDS)在溫室氣體監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

      吸收光譜法具有測(cè)量范圍寬、靈敏度高、響應(yīng)快、小型化等優(yōu)勢(shì)，已成為理想的氣體檢測(cè)方法。吸收光譜技術(shù)主要有可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜（TDLAS）技術(shù)、光腔增強(qiáng)吸收光譜(CEAS)技術(shù)、光腔衰蕩光譜(CRDS)技術(shù)等。

    光譜吸收法是一種具備測(cè)量范圍寬、高靈敏度、快速響應(yīng)和小型化等優(yōu)勢(shì)的氣體檢測(cè)方法。吸收光譜技術(shù)包括可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜（TDLAS）技術(shù)、光腔增強(qiáng)吸收光譜(CEAS)技術(shù)和光腔衰蕩光譜(CRDS)技術(shù)等。

    相較于傳統(tǒng)的紅外光譜儀，由于痕量氣體所產(chǎn)生的吸收量較少，因此傳統(tǒng)儀器的靈敏度通常只能達(dá)到ppm級(jí)別。然而，光腔衰蕩光譜技術(shù)（CRDS）通過利用長(zhǎng)達(dá)數(shù)公里的有效吸收光程，在幾秒鐘甚至更短的時(shí)間內(nèi)對(duì)氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其靈敏度可達(dá)到ppb級(jí)別，甚至對(duì)某些氣體可達(dá)到ppt級(jí)別。此外，光腔衰蕩光譜技術(shù)（CRDS）相較于其他吸收光譜方法還具備兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：

    免受激光強(qiáng)度波動(dòng)的影響

    在大多數(shù)吸收測(cè)量中，光源光強(qiáng)通常被假設(shè)為穩(wěn)定不受樣品存在與否的影響。任何光源光強(qiáng)的變化都會(huì)引入測(cè)量誤差。然而，光腔衰蕩光譜技術(shù)中的衰蕩時(shí)間不依賴于激光的強(qiáng)度，因此激光強(qiáng)度的波動(dòng)不再是問題，光腔衰蕩光譜無需進(jìn)行外部標(biāo)定或?qū)φ铡?/p>

    高靈敏度、長(zhǎng)吸收長(zhǎng)度

    由于光在反射鏡之間被來回反射了很多次，使得光強(qiáng)衰蕩光譜擁有非常長(zhǎng)的吸收長(zhǎng)度。所以，光強(qiáng)衰蕩光譜在吸收測(cè)量中，最小可探測(cè)吸收正比于樣品的吸收長(zhǎng)度，且非常靈敏。

    光強(qiáng)衰蕩光譜由于光在反射鏡之間的多次往返反射，具備非常長(zhǎng)的吸收長(zhǎng)度。例如，激光脈沖來回通過一個(gè)一米的光腔500次，就會(huì)帶來1公里的有效吸收長(zhǎng)度。因此，在光強(qiáng)衰蕩光譜中，最小可探測(cè)吸收與樣品的吸收長(zhǎng)度成正比，且靈敏度較高。

    再加上信噪比高、抗干擾能力強(qiáng)等先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，光腔衰蕩光譜技術(shù)（CRDS）現(xiàn)已成為分析各種微量或痕量物質(zhì)強(qiáng)有力的工具，被廣泛應(yīng)用于探測(cè)氣態(tài)樣品在特定波長(zhǎng)的吸收，并可在萬億分率的水平上確定樣品的摩爾分?jǐn)?shù)。基于此，青島環(huán)控設(shè)備有限公司研發(fā)生產(chǎn)了GHK-580型高精度在線環(huán)境空氣溫室氣體分析儀。

    光腔衰蕩光譜技術(shù)（CRDS）結(jié)合高信噪比和強(qiáng)抗干擾能力等先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為分析微量或痕量物質(zhì)的有力工具，在探測(cè)氣態(tài)樣品在特定波長(zhǎng)的吸收方面廣泛應(yīng)用，并能夠以萬億分之一的水平確定樣品的摩爾分?jǐn)?shù)。基于這種優(yōu)勢(shì)，青島環(huán)控設(shè)備有限公司研發(fā)生產(chǎn)了GHK-580型高精度在線環(huán)境空氣溫室氣體分析儀。

    該儀器采用光腔衰蕩光譜技術(shù)(CRDS)，結(jié)合小型化光腔及精確的溫度和壓力控制，可實(shí)現(xiàn)CO2，CH4、CO、N2O和H2O等溫室氣體同步在線測(cè)量，具有高精度、高準(zhǔn)確度、低漂移和易操作等優(yōu)點(diǎn)，可對(duì)觀測(cè)區(qū)域的溫室氣體進(jìn)行24小時(shí)自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)，能實(shí)時(shí)連續(xù)的反映該區(qū)域內(nèi)的溫室氣體濃度變化情況。

    通過進(jìn)行科學(xué)精準(zhǔn)的溫室氣體排放監(jiān)測(cè)，青島環(huán)控-高精度溫室氣體分析儀可助力支撐各地區(qū)制定雙碳策略以及碳排放精細(xì)化管控，并由加強(qiáng)溫室氣體監(jiān)測(cè)能力體系建設(shè)，進(jìn)一步完善全國(guó)溫室氣體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，為“雙碳”路徑規(guī)劃和各行業(yè)低碳節(jié)能高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。