项目名称: 基于中红外差频光源的高精度二氧化碳同位素探测

项目编号: No.41205021

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 大气科学学科

项目作者: 曹振松

作者单位: 中国科学院合肥物质科学研究院

项目金额: 26万元

中文摘要: 二氧化碳的来源及其输运过程是全球碳循环研究的前沿课题,它可以通过测量大气中二氧化碳稳定同位素丰度确定。目前色谱、质谱、火焰电离等技术均可用于探测同位素丰度,然而难以做到实时在线测量和分析。本项目拟利用二氧化碳分子在中红外波段具有强吸收的特点(带有C=O化学键的分子在中红外波段有很强的基频吸收),把基于差频技术的中红外激光光源和调制技术结合起来,开展实际大气中二氧化碳稳定同位素测量研究。通过系统稳频以及精确控制进样气体压力和温度,提高探测系统稳定性;分析不同二氧化碳浓度下系统的非线性响应以及实际大气中水汽对测量结果的影响,提高测量的准确度;结合主成分分析法和卡尔曼滤波器,提高测量的精确度。为生物学、地质学、大气探测和全球碳循环等领域提供一种有效的测量手段。

中文关键词: 同位素探测;差频光源;主成分分析;Kalman滤波;

英文摘要: Carbon Dioxide(CO2) is one of the primary greenhouse gases in the Earth's atmosphere, its sink and source is the frontier problem in the global carbon cycle, this problem can be figured out using its isotopologue measurements. There are several approaches that could be used to measure isotopologue, such as chromatography, mass spectrometry and flame ionization detector, however, they are not suitable for the in-situ and/or on line measurements. The proposal proposed here is going to take the advantage of the strong CO2 absorption lines in the mid -infrared wavelength region (via difference frequency generation technique), to measure the CO2 isotopologue in the ambient air. Several strategies which are very helpful to improve the system performance will be implemented into the project: 1) use line lock and modulation techniques to stabilize the system, 2)analyze the system performance versus different CO2 and water vapor concentration in the ambient air, and 3)add principal component analysis and kalman filter alogrithms to improve the system accuracy. The project is supposed to supply an efficient measurement alternative to the biology, geology, atmospheric trace gases measurement and global carbon cycle.

英文关键词: Isotope Measurement;Difference Frequency Generation;Principal Component Analysis;Kalman Filter;

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

在统计中,主成分分析(PCA)是一种通过最大化每个维度的方差来将较高维度空间中的数据投影到较低维度空间中的方法。给定二维,三维或更高维空间中的点集合,可以将“最佳拟合”线定义为最小化从点到线的平均平方距离的线。可以从垂直于第一条直线的方向类似地选择下一条最佳拟合线。重复此过程会产生一个正交的基础,其中数据的不同单个维度是不相关的。 这些基向量称为主成分。
《塑造2040年战场的创新技术》欧洲议会研究处,142页pdf
专知会员服务
88+阅读 · 2022年4月14日
区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书 ,41页pdf
专知会员服务
37+阅读 · 2022年3月26日
专知会员服务
36+阅读 · 2021年8月31日
专知会员服务
83+阅读 · 2021年8月8日
ICML 2021论文收录
专知会员服务
122+阅读 · 2021年5月8日
如何利用深度学习优化大气污染物排放量估算?
微软研究院AI头条
0+阅读 · 2021年8月31日
自动驾驶高精度定位如何在复杂环境进行
智能交通技术
18+阅读 · 2019年9月27日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
RIS-Assisted Cooperative NOMA with SWIPT
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
14+阅读 · 2021年3月10日
Arxiv
11+阅读 · 2020年8月3日
小贴士
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员