【摘 要】
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随着人类社会的进步和科学技术的发展,陆地生态系统的碳通量和水热通量的研究越来越受关注,这对人类定量理解生态系统中二氧化碳和水汽(H2O)的交换过程,更深入的了解气候变化
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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随着人类社会的进步和科学技术的发展,陆地生态系统的碳通量和水热通量的研究越来越受关注,这对人类定量理解生态系统中二氧化碳和水汽(H2O)的交换过程,更深入的了解气候变化对生态系统所造成的影响有重要意义。
本文开展基于红外吸收原理的开放式CO2和H2O分析技术和系统研究。通过分析和比较各类气体浓度检测方法,采用非分散红外光(NDIR)谱吸收法作为本系统的检测方法;根据CO2和H2O的光谱吸收特性,确定了测量对应气体的光谱波段;设计了开放式CO2/H2O分析系统结构,并对系统的关键部件进行详细的分析,如光源、探测器、滤波片等,最终实现CO2和H2O的同时测量。
在系统硬件方面,针对直流无刷电机在CO2/H2O分析仪中的应用,进行电机驱动电路的设计,完成了电机转速闭环控制和转动稳定性的调试。根据探测器和光源的工作特性,设计了探测器和光源的恒温控制电路、探测器微弱信号调理电路,采用16位A/D对探测器信号进行高精度模数转换。
根据分析仪的应用环境,对浓度反演算法进行了研究。根据实验室现有的实验条件,对所设计的分析仪系统进行实验研究,通过对标准样气实验数据的分析,结果表明基于非分光红外吸收原理的CO2/H2O分析仪具有良好的重复性和稳定性。同时该分析仪采用开放式气室结构,不用进行气体预处理,可直接进行在线自动连续监测。并且具有响应速度快、操作简便、维护方便等优点。
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