合肥研究院基于TDLAS技术开展大气-土壤碳交换的过程检测

分类：商机 2023-02-22 17:30:26 451阅读次数

陆地生态系统的土壤是二氧化碳、甲烷等温室气体的源与库。土壤中的有机碳是植物光合作用产物通过植物凋落，或通过植食性动物和微生物的转移，河流的异地搬运堆积等作用积累的。有机物质的厌氧分解是大气中甲烷的主要来源，但旱地土壤中的甲烷氧化细菌能消耗一部分甲烷。自然湿地、稻田、反刍动物和垃圾分解每年释放甲烷280 Tg，占大气甲烷总来源的60%。土壤的CO2排放主要是通过土壤微生物、植物根系以及土壤动物的呼吸作用分解有机质而产生的。土壤的CO2通量是指单位时间内通过单位面积土壤界面向大气中释放CO2的速度，在裸地或植被稀疏的草地生态系统，土壤的碳排放是其通量的主要成分，其碳通量大致与生态系统的碳通量相当。

日前，合肥研究院安光所研究员团队利用可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS)测量大气甲烷(CH4)及土壤甲烷呼吸方面取得新进展，该团队提出一种双增强型赫里奥特多通池，结合温度控制和吸收线锁定等优化方法，提高了系统的长期稳定性和耐用性，研发的设备探测极限达到10ppbv。

TDLAS技术，即激光扫描技术，是一种非常先进的测量技术，它可以提供准确、精确、高分辨率的测量数据。TDLAS 技术的主要原理是使用激光来扫描物质的化学成分，以更快、更准确的方式探测物质的组成、浓度和分布。TDLAS技术的基本原理是使用激光光束，将激光束照射到物体上，当激光照射到物体表面时，物体表面会反射出一定比例的激光束，而剩余的激光束则会被物体表面发射出来，以及被物体内部吸收,吸收的激光束会受到物质组成的影响，激光束发射出来的波长与物质组成有关，因此，通过探测激光束反射出来的波长，我们可以获得物质的组成，从而确定物质的浓度和分布。

TDLAS技术的优势在于它的测量速度快，准确性高，而且可以提供高分辨率的测量数据。它还可以测量低浓度的物质，而且可以用于实时监测物质分布，从而可以更好地控制物质的变化。TDLAS技术是一种非常先进的测量技术，它可以提供准确、精确、高分辨率的测量数据，它的主要原理是使用激光来扫描物质的化学成分，以更快、更准确的方式探测物质的组成、浓度和分布，它具有快速、准确、可靠的特点，可以用于实时监测物质的变化，是一种非常有用的技术。

关于增强型赫里奥特池：

是由德国联邦物理技术研究院(PTB)开发的气体吸收池，可以高灵敏度分辨力检测到微量气体的存在。气体吸收池包括多种类型，有传统White怀特池、Herriott赫里奥特池、矩阵型以及它们的改进型等吸收池的结构和原理，其发展是基于光学气体吸收池在可调谐半导体激光器吸收光谱技术领域中的应用和发展。根据TDLAS技术的发展需求，目前气体吸收池具有了长光程、小型化、易操作、高稳定性和同时测量多种气体的发展趋势。

近几年TDLAS技术得到了快速发展，基于该技术构建的气体检测系统具有高灵敏度、高精度、反应快等优点，已广泛应用于气体检测、工业过程控制、污染源排放检测等领域。目前国内外在正在极力推出高性能的气体吸收池，特别是Herriott池，以顺应市场的发展。

标签：TDLAS技术可调谐激光吸收光谱技术

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