Airyx开路式主动遥感痕量气体分析仪的望远镜（左侧）和后向反射器阵列（右侧）
Airyx开路式主动遥感痕量气体分析仪基于差分吸收光谱（DOAS）方法，实现了沿光路长度（几百米至几千米）的多种痕量气体（二氧化氮NO2、二氧化硫SO2、臭氧O3、甲醛HCHO、亚硝酸HONO、水汽H2O、一氧化溴自由基BrO、二氧化氯OClO）平均浓度的测量。该测量系统主要由光谱仪、望远镜、控制电脑和后向反射器等部分组成。光谱仪的杂散光极低，具有温度稳定性，且可自动进行基准测量，保证分析仪的高精度（亚ppb级）测量；系统具有IP64级防水，适用于野外长期部署；可进行全自动光路对准，安装操作简单。可选配高功率宽波段光源（LDLS），以扩展光谱范围和最大测量路径长度；可进行方位角和仰角扩展，可实现到不同反射器的多个开路路径的测量。
Airyx开路式主动遥感痕量气体分析仪设置框架图
应用
在几百米至几千米尺度上，对沿光路的痕量气体平均浓度进行测量
排放监测（如，SO2、NO2，HCHO），空气质量监测
大气痕量气体化学（如，O3、BrO、OClO）、火山羽流化学或极性卤素化学的研究
在秒级尺度上进行交通排放（SO2、NO2）监测
卫星数据、被动遥感、原位和高空间分辨率化学模型等验证
性能参数
典型检测下限（1000 m光路，10 s数据平均） | NO2 | 1.5 ppb | 可实现的光路长度 | 100至3000 m（单光路） |
SO2 | 0.3 ppb | 500至1500 m（推荐） |
O3 | 15 ppb | 时间分辨率/数据平均 | 低至3 s；可调整平均的时间提升灵敏度 |
HCHO | 4.5 ppb |
HONO | 0.8 ppb |
光谱仪性能参数 | 范围 | 270 – 380 nm | 测量软件 | 已包含；可定制测量程序（时间分辨率、光谱平均、多测量光路） |
FWHM | 0.45 nm（典型） |
极低的杂散光配置 |
探测器量子效率 | ~60%（后向紫外稀释检测器） | 功率 | < 70 W，12 V |
噪声 | 10-4 @ 1000次扫描（60 s间隔时间） | 额外传感器 | 温度、压强和湿度 |
测量的气体种类 | NO2、SO2、O3、HCHO、HONO、H2O、BrO、OClO | 数据分析 | 为标准痕量气体提供数据分析包 |
光源 | 中心波长位于280、325和365 nm的高功率LED灯，可选择高功率宽波段的氙气（Xe）灯 | 数据通讯 | USB 2.0，包含测量电脑（笔记本电脑） |
温度稳定性 | 光谱仪和光源具有温度稳定性 | 后向反射镜 | 20 x 1”熔融石英角锥反射器阵列；IP64级防水外壳 |
望远镜性能参数 | 焦距 | 800 mm | 重量和尺寸 |
直径 | 200 mm | 望远镜 | 约20 kg 100 * 35 * 32 cm3 |
视场 | 约0.05° | 分析仪 | 约14 kg 约40 * 44 * 13 cm3 |
光路对准 | 相机+光纤束电机 | 望远镜单元的操作温度范围 | -20至40 ℃ |
可选多光路电机 |
光纤配置 | 发送端 | 6条单色光纤 | 望远镜安装选项 | 铝轨系统或三脚架 |
接收端 | 1条光纤 |
紫外线熔融石英多光纤束 |
灯基准测量 | 全自动；光纤束前的参考板 | 机械稳定性 | 恶劣环境条件下（IP64级）依旧坚固耐用 |
优势
优点 | 创新 |
测量精度高 | • 光谱仪的杂散光极低 • 光谱仪具有温度稳定性，噪声小 • 包含非线性光谱仪表征 • 连续测量和自动基准测量 • 测量程序可更改 |
安装和操作简单 | • 仪器的设置和启动简单 • 全自动光路对准以及可调整的测量程序 • 运维成本低，光学器件易于清洁 • 无需校准；基于光谱吸收数据的气体浓度定量 |
使用寿命长 | • IP64级防水，防雪 • 为长期运行而设计 • 后向反射器阵列具有防水功能，可更换干燥剂 |