標題二氧化碳的氣體檢測技術應用

全球變暖問題已經成為人類最關心的環境問題，它的核心是氣候變化，含碳溫室氣體濃度增加所加劇的溫室效應是氣候變化的主要原因。正確客觀的評價各類陸地生態系統對大氣中主要溫室氣體濃度的貢獻是當前全球變化和全球氣候、環境變化研究中的重要內容。長期以來，人們根據陸地生態系統排放（或吸收）主要痕量氣體的基本特征和近地層大氣中氣體傳輸的機制，發展了各種通量測量方法。但是，由于陸地生態系統排放和吸收痕量氣體的過程極為復雜，不同痕量氣體排放和吸收之間相互影響，而且這些痕量氣體的通量值很低，給觀測帶來很大困難。而且地氣交換過程涉及從微小尺度到中尺度，范圍寬廣，然而迄今為止，在幾公里到幾十公里尺度上，特別在非均勻下墊面和地形起伏情況下，有代表性的區域湍流通量的觀測及有關分析研究，仍然非常困難。因此，測量大氣痕量氣體通量的方法非常關鍵。
　　
　　可調諧半導體激光器調制光譜技術和二氧化碳檢測技術可以測得二氧化碳氣體濃度值�？烧{諧半導體激光器調制光譜技術是利用二極管激光器波長掃描特性，獲得被測氣體的特征吸收光譜范圍內的吸收光譜，由二次諧波從而對污染氣體進行定性或者定量分析，具有高分辨率、高靈敏度以及響應時間快等特點，具有非侵入式原位快速在線測量和遙測等的特有優勢，已日益廣泛地應用于測量氣體污染物的濃度、有毒氣體泄漏遙測、大氣質量監測等。
　　
　　開放光路的可調諧半導體激光器調制光譜技術，以１．５７３μｍ的ＤＦＢ激光器作為光源，采用波長調制技術和激光分束技術，通過檢測１．５７３μｍ附近二氧化碳的單根吸收線，實現了對兩個不同高度層面上二氧化碳氣體濃度的快速在線監測。結合近年來剛剛發展起來的大口徑閃爍儀測量出的莫寧－奧布霍夫長度和特征速度，以實現測量幾百米光程范圍內二氧化碳溫室氣體的通量。
　　
　　二氧化碳檢測技術采用的是二氧化碳檢測儀，二氧化碳檢測儀精確進行二氧化碳檢測,采用紅外進口二氧化碳傳感器,信號穩定,二氧化碳檢測儀具有靈敏度及精度高等優點。二氧化碳控制器采用了世界上先進的微電腦技術、數字傳感器技術、自動控制技術,帶有數碼管顯示和鍵盤操作,能夠自動監測并顯示室內的二氧化碳、溫度、濕度數據,通過鍵盤可以設置二氧化碳、溫濕度的上下限,當二氧化碳、溫濕度超過所設范圍時自動報警,帶有通訊接。
　　
　　實驗期間河南封丘農業生態站的晝夜溫差變化很大，白天氣溫很高，夜晚溫度很低，使得角反射器的鏡面外圍表面有少許的水珠，對激光的反射造成一定的影響，從而使測量的ＣＯ２氣體的濃度誤差偏大，所以下一步的實驗可以通過在夜晚時對角反射器的外圍進行恒溫加熱以去除凝結的水珠，減少其影響。實驗由于大面積范圍內植被的非單一性和時間是雙孢菇種植時期，光路經過了防護林和雙孢菇的養料麥稈發酵場，會使得測量的大面積的ＣＯ２氣體的通量與傳統的渦度相關局地ＣＯ２通量有偏差，下一步實驗將選擇單一草地對二者的相關性做研究。實驗進行過程中對于光路的調節，應確保激光打在角反射鏡面的合適位置，反射回來接收到的激光強度適中，同時應確保光路的穩定，對于由于光路中偶然因素造成遮擋光路時測量的奇異的ＣＯ２濃度值在后期進行數據處理時要對其進行剔除。
　　
　　利用開放光路的可調諧半導體激光器調制光譜技術和二氧化碳檢測技術，采用波長調制與分光技術相結合，時實測量出兩層不同高度上７００多米光程范圍內的二氧化碳氣體濃度值，結合大口徑閃爍儀測量的莫寧－奧布霍夫長度和特征速度最終反演出二氧化碳溫室氣體的通量，使大范圍大面積的痕量氣體的通量計算變為可能。進一步正確客觀的評價各類陸地生態系統對大氣中主要溫室氣體濃度提供依據。