Algoritmo DOAS
Introducción a la tecnología DOAS:
La espectroscopia de absorción diferencial (¿Diferencial? ¿Óptica? ¿Absorción? Espectroscopia) fue propuesta por primera vez por el profesor U. Platt y el profesor Perner en Alemania a finales de la década de 1970. una tecnología de análisis espectral basada en la absorción selectiva de radiación luminosa por moléculas de gas. La espectroscopia es una técnica de análisis espectral basada en la absorción selectiva de radiación luminosa por moléculas de gas. Al analizar el espectro de absorción diferencial de las moléculas de gas en la atmósfera con respecto al espectro de emisión de una fuente de luz, no solo podemos distinguir las estructuras de absorción de varias sustancias en la atmósfera, sino también separar la extinción causada por la dispersión molecular y los aerogeles, determinando así Los tipos de contaminantes presentes en la atmósfera y su concentración.
La tecnología DOAS se utilizó principalmente para la investigación atmosférica hasta finales del siglo pasado. Ha sido utilizada por investigadores de varios países para detectar gases traza atmosféricos en la troposfera y la estratosfera, como el dióxido de azufre y el dióxido de nitrógeno. , ozono, formaldehído, benceno, Investigación sobre la distribución de concentraciones y cambios de tolueno, ácido nitroso, etc. Debido a la aplicabilidad de la tecnología DOAS en el monitoreo de contaminantes en la atmósfera, muchas ciudades nacionales y extranjeras la han utilizado para el monitoreo diario de la calidad del aire urbano y el monitoreo de las emisiones continuas de contaminantes. Por ejemplo, la ciudad de Gotemburgo, un centro industrial en el suroeste de Suecia, está equipada con monitores de aire OPSIS para monitorear la calidad del aire en el centro de Gotemburgo. El famoso centro turístico de Heidelberg en el sur de Alemania también está equipado con instrumentos DOAS para monitorear la contaminación del tráfico en; Heidelberg. La contaminación del tráfico en la ciudad de Heidelberg se controla desde una distancia de 1.000 metros, y muchas ciudades de Estados Unidos y otras ciudades también cuentan con instrumentos que utilizan esta tecnología.
La tecnología DOAS ha sido ampliamente reconocida por instituciones autorizadas de todo el mundo, incluidos Estados Unidos, Alemania, Reino Unido, Francia, el Centro Europeo de Investigación **** y Rusia. La Administración Estatal de Protección Ambiental ha reconocido esta tecnología y la Estación Nacional de Pruebas Ambientales también ha formulado estándares de medición relacionados con la tecnología DOAS
Características técnicas del analizador atmosférico óptico diferencial DOAS:
el de mi país aire ambiente El sistema automático de monitoreo de calidad básicamente compra equipos extranjeros. Los sistemas existentes tienden a ser de calidad mixta y algunos equipos importados no están suficientemente integrados con las realidades específicas de mi país, especialmente en la estructura del sistema, la recopilación de datos, la estructura del sistema de control remoto, toma de datos, control y diagnóstico remoto, etc. Este aspecto está lejos de la realidad, y la tecnología DOAS tiene grandes ventajas en estos aspectos. La tecnología DOAS tiene grandes ventajas en estos aspectos. Actualmente, existen pocas empresas en el mundo que puedan producir sistemas DOAS comerciales, como OPSIS de Suecia, TE de Estados Unidos y SANOA de Francia. Sus precios son generalmente muy caros y existen muchos inconvenientes en el mantenimiento diario. y actualizaciones de equipos.
El analizador óptico atmosférico diferencial DOAS que desarrollamos consta principalmente de una fuente de luz de xenón, un telescopio transmisor y receptor, un reflector de esquina, un sensor de fibra óptica, un espectrómetro, un detector PDA, un controlador y una computadora. . La siguiente figura es el diagrama esquemático del analizador atmosférico óptico diferencial DOAS de largo alcance. La lámpara de arco de xenón se calibra primero en un haz paralelo. Después de atravesar la atmósfera, se ilumina en el reflector de esquina de cristal de cuarzo del conjunto. La luz se refleja de regreso al sistema del telescopio y luego se recibe en la parte central del telescopio. telescopio dual Newton, y luego se enfoca en la fibra óptica de cuarzo multimodo, el otro extremo de la fibra óptica sirve como entrada del espectrómetro de rejilla
El espectro es registrado por la PDA de matriz de fotodiodos y almacenado. en la computadora. El sistema telescópico, la lámpara de arco de xenón y la entrada de fibra óptica están fijados en el sistema telescópico. El detector PDA utiliza una matriz de fotodiodos de escaneo automático SSPA (Self?Scanned?Photodiode?Array) de 1024 bits como elemento de conversión fotoeléctrica. Dado que las matrices de fotodiodos de escaneo automático tienen las características de velocidad rápida, alta resolución, amplio rango dinámico, amplia respuesta espectral, resistencia a la radiación y facilidad de uso, son fáciles de usar y pueden usarse en el campo de la espectroscopia.
La matriz de fotodiodos de escaneo automático tiene las características de velocidad rápida, alta resolución, amplio rango dinámico, amplio rango de respuesta espectral, resistencia a la radiación y facilidad de uso, lo que mejora la estabilidad y repetibilidad del sistema al mismo tiempo; un transmisor y un receptor El sistema óptico altamente integrado del instrumento y el diseño de software de interfaz de usuario amigable hacen que el instrumento sea muy simple de operar y fácil de mantener, lo que lo hace extremadamente rentable.
El analizador atmosférico óptico diferencial DOAS tiene muchas ventajas en comparación con los instrumentos de medición puntuales tradicionales:
▲ Alta precisión y límite inferior bajo de concentración de medición. La medición de las concentraciones de contaminantes atmosféricos a lo largo de trayectorias ópticas largas (desde unos pocos cientos de metros hasta 2000 metros) evita los efectos de los cambios en las condiciones meteorológicas regionales. Puede monitorear áreas con ambientes hostiles y no aptas para muestreo
▲ Mide múltiples componentes de la contaminación del aire al mismo tiempo, incluidos NO2, O3, SO2, HCHO, HNO2, y selecciona los gases que se medirán según los requisitos del usuario. Los tipos de gases medibles se pueden ampliar modificando el hardware y el instrumento es rentable
▲Medición en línea continua y en tiempo real
▲Un instrumento puede probar múltiples ópticos. rutas
▲Operación simple, fácil mantenimiento, operación completamente automática, bajo costo operativo
▲Sin necesidad de muestreo de gas, sin calibración de medición complicada
▲Combinado con instrumentos de datos meteorológicos, se puede utilizar para estimar las fuentes de emisión Emisiones
▲ Múltiples espectrómetros facilitan la formación de una red de monitoreo
El analizador atmosférico óptico diferencial DOAS puede proporcionar un método científico y eficaz para el monitoreo del medio ambiente atmosférico y proporciona una base para la evaluación de la calidad ambiental urbana y la protección ambiental. Proporciona una base científica para la predicción de la calidad del aire y la formulación de estrategias de desarrollo ambiental.
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Esta es una imagen. de la pantalla del analizador