[发明专利]大气OH自由基测量系统和方法

权利要求书

1.一种大气OH自由基测量系统，包括第一激光器、检测腔、荧光光谱检测器、数据处理装置，所述第一激光器发出的第一激光束入射所述检测腔，所述检测腔内充有气体样品，所述检测腔内OH自由基被激发出荧光，所述荧光由所述荧光光谱检测器和所述数据处理装置进行分析处理以获取所述检测腔内的OH自由基浓度，其特征在于，所述测量系统还包括一个臭氧测量装置用于测量所述检测腔内的臭氧浓度、一个第一光路调整件以及一个第二光路调整件；其中，所述臭氧检测装置包括：

一个第二激光器，其发出的第二激光束进入所述检测腔，所述第二激光束的波长处于臭氧的吸收峰；

一个探测器，位于所述检测腔的出光侧，用于接收所述第二激光束，所述探测器依次与一个前置放大器、一个锁相放大器以及一个数据采集卡电连接；以及

一个斩波器，位于所述第二激光器的出光光路，并与所述锁相放大器相连，用于调制所述第二激光束；

所述第一光路调整件位于所述检测腔的入光侧，用于将所述第一、第二激光束引向所述检测腔内；

所述第二光路调整件，位于所述检测腔的出光侧，用于将所述第二激光束引向所述探测器。

2.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于：进一步包括一个光反射件，所述光反射件和所述荧光光谱检测器分别在所述检测腔内的激光束的光路两侧，所述光反射件用于将所述荧光反射到所述荧光光谱检测器。

3.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于：进一步包括一个喷嘴，与所述光反射件在所述检测腔内同一侧，用于将所述气体样品喷入所述检测腔。

4.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于：所述第一、第二光路调整件均为三棱镜，所述第一、第二激光束照射到的所述三棱镜的表面均设有反射膜。

5.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于：所述第一、第二光路调整件均为二向色镜，其对所述第一激光束具有高透射率，对所述第二激光束具有高反射率。

6.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于：所述检测腔的入光侧和出光侧设有布儒斯特角窗，使所述第一、第二激光束以布儒斯特角入射所述检测腔。

7.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于：所述检测腔为一个长光程腔，出光侧和入光侧均设有反射镜使得所述第一、第二激光束在所述检测腔内来回多次反射。

8.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于：所述荧光光谱检测器包括单色仪、光电倍增管和Boxcar计数器。

9.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于：所述第一激光器的波长为282nm或308nm，所述第二激光器的波长为310nm～440nm或440nm～740nm。

10.一种大气OH自由基测量方法，其特征在于包括以下步骤：

第一激光器发出的第一激光束入射一个检测腔，所述检测腔内充有气体样品，所述第一激光束诱导OH自由基激发出荧光；

所述荧光由荧光光谱检测器和数据处理装置进行分析处理，从而获得所述检测腔内OH自由基浓度；

第二激光器发出的第二激光束经一个斩波器调制后入射所述检测腔，所述第二激光束的波长处于臭氧的吸收峰；

自所述检测腔出射的第二激光束经一个探测器接收转换为电信号，所述电信号依次经一个前置放大器、一个锁相放大器至一个数据采集卡中，提取出所述电信号的二次谐波，根据二次谐波峰值与臭氧浓度的关系，得到所述检测腔内臭氧浓度；

根据所述第一激光束所处波长下不同浓度的臭氧光解为OH自由基的转化率、已测得的所述检测腔内的臭氧浓度和OH自由基浓度，计算得到所述气体样品原本的OH自由基浓度。