[发明专利]一种温室气体排放通量的中红外光谱测量系统及方法

摘要

本发明公开了一种温室气体排放通量的中红外光谱测量系统及方法。测量系统主要采用二路进样自动转换气路、气体样品池、傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪、三维超声风速仪和计算机。本发明根据FTIR光谱仪测量的温室气体的混合比浓度和三维超声风速仪测量的浓度测量高度附近的近地层风场信息来获得被测气体的排放通量。

主权项

一种温室气体排放通量的中红外光谱测量系统，其特征在于包括：不同采样高度的第一进气口（1）和第二进气口（2）、第一气阀（3）、第二气阀（4）、三通阀（5）、Nafion管（6）、装有化学干燥剂的干燥管（7）、气体质量流量控制计（8）、气体样品池（10）、FTIR光谱仪（11）、抽气泵（12）、氮气吹扫泵（13）、计算机（14）和三维超声风速仪（15）；所述第一气阀（3）和第二气阀（4）分别控制第一进气口（1）和第二进气口（2）中的气体进入气体传输气路；所述三通阀（5）具有a、b、c三个方向的阀口，a方向阀口分别与第一气阀（3）和第二进气阀（4）相连，b方向阀口接入待测样品气体传输气路，c方向阀口接入干燥纯氮气或标准样气；当气体样品池（10）抽入第一进气口（1）或第二进气口（2）采样气体时，三通阀（5）的a‑b方向阀口气路通气，c‑b方向阀口气路闭合；当气体样品池（10）抽入氮气或标准样气时，三通阀（5）的c‑b方向阀口气路通气，a‑b方向阀口气路闭合；所述Nafion管（6）和干燥管（7）用于对进入气体样品池（10）前的气体进行干燥，去除水汽的影响；气体样品池（10）的出气口连接一个抽气泵（12），抽气泵（12）连续工作；FTIR光谱仪（11）与气体样品池（10）共同置于密封箱（9）内；气体样品池（10）的进气口用一个气体质量流量控制计（8）来控制气体流量；所述的抽气泵（12）抽取环境大气到第一进气口（1）或第二进气口（2）中；所述氮气吹扫泵（13）置于密封箱（9）附近；所述三维超声风速仪（15）置于第一进气口（1）和第二进气口（2）附近，用于实时测量两个进气口采样高度附近周围环境的风场特征信息；所述FTIR光谱仪（11）用于测量两个高度采样的样品气体浓度；所述第一进气口（1）和第二进气口（2）采样的气体在抽气泵（12）的作用下分别依次通过管路连通的第一气阀（3）、第二气阀（4）、三通阀（5）、Nafion管（6）、干燥管（7）和气体质量流量控制计（8）进入气体样品池（10），由FTIR光谱仪（11）采集通过气体样品池（10）的待测气体的红外光谱；所述FTIR光谱仪（11）、三维超声风速仪（15）、第一气阀（3）和第二气阀（4）、三通阀（5）均由所述计算机（14）控制，将FTIR光谱仪（11）测量的两个高度采样的样品气体浓度与三维超声风速仪（15）测量的风场特征信息在取平均，代入计算机（14）中，通过计算机（14）计算获得测量系统所在区域内待测气体的地表排放通量。