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相关光谱遥感:环境监测中的重要技术

【摘要】:相关光谱遥感是基于物质分子对光吸收的原理并辅以相关技术的监测方法。相关器是根据某一特定污染物质吸收光谱的某一吸收带,预先复制出的刻有一组狭缝的光谱型板,狭缝的宽度和间距与真实的吸收光谱波峰和波谷所在波长模拟对应,这样可从这组狭缝射出受检物质分子的吸收光谱。监测这三种污染组分的实际工作波长范围是:SO2为250~310nm,NO为195~230nm,NO2为420~450nm

相关光谱遥感是基于物质分子对光吸收的原理并辅以相关技术的监测方法。在吸收光谱技术基础上配合相关技术是为了排除测定中非受检组分的干扰。这种技术采用的吸收光为紫外线可见光,故可利用自然光作光源。在一些特殊场合,也可采用人工光源。其测定过程是:自然光源由上而下透过受检大气层后,使之相继进入望远镜和分光器,随后穿过由一排狭缝组成的与受检气体分子吸收光谱相匹配的相关器,则相关器透射光的光谱图正好相应于受检气体分子的特征吸收光谱,加以测量后,便可推知其含量。相关器是根据某一特定污染物质吸收光谱的某一吸收带(如SO2选择300nm左右),预先复制出的刻有一组狭缝的光谱型板,狭缝的宽度和间距与真实的吸收光谱波峰和波谷所在波长模拟对应,这样可从这组狭缝射出受检物质分子的吸收光谱(见图9-39)。因此,在相关技术中使用的是成对的吸收光,每对吸收光波长都是邻近的,且所选波长要使其通过受检物质时分别发生强吸收和弱吸收,这有利于提高检测灵敏度。

图9-40是相关光谱分析仪组成示意图。相关器装在一个可旋转的盘上,通过旋转将相关器两组件轮换地插入光路,分别测定透过光。将这种仪器安装在汽车或飞机上,即可大范围遥测大气污染物及其分布情况;也可以装在烟道内侧,在其对面安装一个人工光源,用以测定烟气中的污染物。

图9-39 受检物质分子的吸收光谱(www.chuimin.cn)

图9-40 相关光谱分析仪组成示意图

相关光谱遥感已用于一氧化氮、二氧化氮和二氧化硫的监测,如对它们同时进行连续测定,则在系统中需要安装三套相关器。监测这三种污染组分的实际工作波长范围是:SO2为250~310nm,NO为195~230nm,NO2为420~450nm