基于标准样品回归算法和腔增强光谱的NO2检测方法

• 作者: 卞晓鸽 周胜 张磊 何天博 李劲松
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 非相干宽带腔增强吸收光谱 NO2 可见光谱 多元线性回归
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 总论
• 页码范围: 74-82
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20201322

摘要

腔增强吸收光谱技术作为一种高灵敏的痕量气体测量技术,其吸收光谱的浓度反演是极其关键的环节.为消除因吸收截面和仪器响应函数的不确定性引入的测量误差,本文提出了一种基于标准样品吸收光谱的浓度回归算法,该方法在浓度反演过程上进行优化,采用标准气体样品吸收光谱直接拟合未知浓度气体吸收光谱.采用中心波长在440 nm处的蓝色发光二极管(LED)作为光源,建立了一套非相干光腔增强吸收光谱技术(IBBCEAS)系统,实测腔镜反射率为99.915％,利用NO2气体的实测吸收光谱对该算法的有效性进行了验证.与常规吸收截面回归算法比较,结果表明本文提出的标准样品回归算法具有显著的优越性,测量精度提升约4倍.利用改进的算法结合标准样品配制的多个NO2气体对实验系统性能进行了深入评估,测量结果与理论值具有很好的一致性.Allan方差分析显示在积分时间为360 s的情况下,NO2检测限可达到5.3 ppb(1 ppb=10–9).