| 發布日期：2023-07-28 |
氣態亞硝酸（Nitrous Acid, HONO），HONO光解是城市大氣中OH自由基的主要來源之一，OH自由基會提供大氣氧化性，進而促進大氣中形成各種污染物，如氣溶膠、PM2.5等。研究大氣中的氣態亞硝酸濃度對促進理解大氣化學有著重要的意義。
非相干寬帶腔增強吸收光譜技術（IBBCEAS），其原理是基于Lambert-Beer定律，光對氣體物質的吸收與氣體物質的濃度成正比。由寬帶光源發出的非相干光在諧振腔內來回多次反射，從而提高了有效光程，在減少裝置所占空間的同時大大提高了裝置的檢測下限。一束寬帶光源發出的光進入由兩面反射率為R的高反鏡組成的光學諧振腔，光在每次反射以后都會從高反鏡透射出一部分光，投射出的光經透鏡匯聚后被光譜儀（XS11639）接收，由于光每次反射的時間遠小于光譜儀的信號采集時間，所以光譜儀接受到的是光強的疊加信號其根據物質在不同波段的吸收特性不同來對待測物質濃度進行直接測量。該裝置使用非相干寬帶（LED）光源，在紫外波段選取了368nm處的HONO的顯著吸收峰作為特征峰，該波段只有HONO和NO2有明顯的吸收截面，在測量HONO的同時也可以得到NO2的濃度。
圖1 IBBCEAS測量HONO的原理圖
圖2 HONO和NO2的吸收截面
圖3 IBBCEAS腔的實物圖
HONO-IBBCEAS裝置與NOX分析儀進行了比對實驗， Ecophysics nCLD的NOx分析儀采用了化學熒光法原理測量NO，NO2則由內置的鉬轉化爐還原成NO進行測量。該儀器量程為0-1000ppb，檢測限為100ppt，最低時間分辨率為1s。兩臺裝置測量的NO2濃度范圍為10-120ppb，NOX分析儀在測量峰值時略高于HONO-IBBCEAS裝置。兩組測量數據呈現較好的一致性，斜率為0.98，R2為0.99。
圖4 IBBCEAS裝置測量NO2的比對圖
參考文獻：[1]劉文洋,王孟,黃聰艷,馬東翔,吳宇航,周文鑫,朱雯斐,楊薈楠,黃成,樓晟榮,陳軍.腔增強吸收光譜測量大氣亞硝酸的車載走航觀測應用[J/OL].環境科學學報:1-11[2023-05-14].DOI:10.13671/j.hjkxxb.2023.0084.
XS11639是一款基礎款光纖光譜儀，采用交叉CT結構設計，NA 0.11數值孔徑，入射焦距42mm，體積小巧，結構緊湊。采用紫外增強CMOS檢測器，優化了紫外段響應。配置帶key的可更換狹縫機構件，優化的狹縫高度設計， 滿足高靈敏度采樣需求。配置24PIN控制交互接口，滿足顏色測量、輻射測量、吸收測量、熒光光譜、拉曼光譜等多種測量場景。采用特殊的鏡片固定工藝和光電分離結構， 具備良好的溫度穩定性和可靠性。
a. 采用N.A 0.11數值孔徑、交叉CT結構、入射焦距42mm
b. 平臺化設計，可以配置500g/l-2400g/l多種規格光柵，實現190nm-1100nm可配置光譜范圍。
c . key-SMA905設計，可適配如海具有固定銷的多芯密排光纖， 光纖插拔強度一致性≦7%。
d. 配置紫外增強線陣2048pixel CMOS檢測器，紫外光譜響應強。
e. 高性能AD量化采樣電路，CCD量化背景噪聲≦30RMS（100ms積分時間）。
f. 配置USB、串口多種通訊接口， 配置24PIN交互接口，配置專有DAC和ADC，可實現配套光源的使能、強度控制和功率反饋。
