[发明专利]一种用于大气HOx自由基实时测量的荧光池

说明书

技术领域

本发明涉及荧光池领域，具体为一种用于大气HOx自由基实时测量的荧光池。

背景技术

自由基是地球对流层大气中最重要的氧化剂，在对流层光化学过程中起着核心作用。OH自由基是决定着大气的氧化能力的一个指标。OH自由基的任何变化趋势是至关重要的，决定了大气中各种重要痕量气体的寿命及浓度分布，影响着不同重要气体的转化并最终促使对流层臭氧或颗粒物产生。大气灰霾问题与活跃的大气HOx自由基化学反应过程可能存在紧密联系。因此准确、实时、动态地探测对流层自由基浓度对我们研究大气层光化学过程起着重要的作用。

    由于HOx自由基浓度特别低，且较为活跃，其监测和测量一直是一大难题。气体扩张激光诱导荧光技术的发展，为大气HOx自由基的探测提供了一种新的手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于大气HOx自由基实时测量的荧光池，可实现OH自由基和HO₂自由基的在线观测，从而解决目前大气HOx自由基测量手段缺乏、测量精度低的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于大气HOx自由基实时测量的荧光池，其特征在于：包括分别为直管状的气流管、激光管、荧光检测管，气流管、激光管、荧光检测管彼此相互正交且相交连通于一点，构成三轴系统；其中气流管一端设为进气口，且进气口处安装有针孔状分子束分离器，气流管另一端设为出气口，且出气口处安装有真空泵，气流管进气口处侧面设置有与气流管连通的多个N₂保护气入口，气流管内靠近进气口位置设置有NO环形进气管，且NO环形进气管的环形腔与气流管共中心轴线；所述激光管一端设为入光口，激光管另一端设为出光口；所述荧光检测管中沿荧光检测管中心轴线方向依次设置有反射镜、透镜组、窄带滤光片、荧光信号探测器，其中反射镜位于荧光检测管中与气流管、激光管相交位置一侧，透镜组、窄带滤光片位于荧光检测管中与气流管、激光管相交位置另一侧，荧光信号探测器设置在透镜组、窄带滤光片所在的荧光检测管一侧管端；

气流管通过真空泵从进气口向气流管中抽入待测气体，激光束从激光管入光口进入激光管中并在气流管、激光管、荧光检测管相交连通位置与待测气体交汇，从而激发待测气体产生荧光信号，气流管一侧的荧光信号经过荧光检测管中反射镜反射后，再依次经过透镜组透射、窄带滤光片滤光后被荧光信号探测器接收，气流管另一侧的荧光信号依次经过透镜组透射、窄带滤光片滤光后被荧光信号探测器接收。

所述的一种用于大气HOx自由基实时测量的荧光池，其特征在于：所述NO环形进气管为聚四氟乙烯乙烯材料制成。

所述的一种用于大气HOx自由基实时测量的荧光池，其特征在于：所述反射镜、透镜组、窄带滤光片均采用石英材料制成。

所述的一种用于大气HOx自由基实时测量的荧光池，其特征在于：所述荧光检测管为光电倍增管。

所述的一种用于大气HOx自由基实时测量的荧光池，其特征在于：所述激光管中除与气流管、荧光检测管相交位置外，沿激光管中心轴线方向分别设置有多组光阑。

本发明的优点为：

通过本发明的用于大气HOx自由基实时测量的低压高效荧光池，可以实现对大气中OH自由基和HO2自由基的在线监测。系统可以稳定采集大气中待测气体，减少气体碰撞。在气体低压扩张的情况下激发OH自由基荧光，减少了O₃/H₂O等气体干扰，提高了荧光寿命。光学系统的设计减少系统的杂散光干扰，高灵敏探测器高效收集和测量荧光信号，经校正后得到OH自由基浓度。系统内NO气体的引入可将待测气体中的HO₂自由基转化为OH自由基，从而实现OH自由基和HO₂自由基的交替（或同时）观测。

附图说明

图1为本发明结构正视图。

图2为本发明结构侧视图。

具体实施方式