高精度溫室氣體分析儀基于光腔衰蕩光譜技術(shù)（CavityRing-DownSpectroscopy,CRDS），是實(shí)現(xiàn)高靈敏度溫室氣體濃度檢測的先進(jìn)儀器。該技術(shù)通過測量光在高反射率腔體內(nèi)的衰蕩時(shí)間確定氣體濃度，具備較高的靈敏度與精度。

工作原理

1. 光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建：CRDS技術(shù)采用兩個(gè)反射率超99.99%的高反射鏡面，構(gòu)建起密閉腔體。激光光源發(fā)射的單色光進(jìn)入腔體后，在鏡面間不斷往返反射，形成穩(wěn)定的光腔振蕩。相較于傳統(tǒng)方法，這種設(shè)計(jì)使光與氣體分子的作用距離從厘米級(jí)提升至數(shù)千米等效路徑，極大增強(qiáng)了氣體分子對(duì)光的吸收效果。

2. 分子吸收與衰蕩時(shí)間測量：當(dāng)特定波長激光照射氣體樣本時(shí)，氣體分子選擇性吸收光能，致使光強(qiáng)衰減。CRDS技術(shù)通過測定光強(qiáng)衰減至初始值的1/e所需時(shí)間（即衰蕩時(shí)間），來分析氣體濃度。衰蕩時(shí)間與氣體濃度呈線性關(guān)系，借助公式計(jì)算，便能獲得精確的濃度數(shù)值。

3. 關(guān)鍵元件與技術(shù)：窄線寬激光光源的波長精度達(dá)皮米級(jí)，可精準(zhǔn)匹配目標(biāo)氣體的特征吸收峰，有效規(guī)避背景噪聲干擾；儀器集成高精度溫度、壓力控制模塊，消除環(huán)境參數(shù)波動(dòng)對(duì)測量結(jié)果的影響；一體化光學(xué)腔體封裝的固化光腔設(shè)計(jì)，則避免了傳統(tǒng)光譜儀器因振動(dòng)、光路偏移導(dǎo)致的測量偏差。

技術(shù)優(yōu)勢

        高精度溫室氣體分析儀具有顯著優(yōu)勢。其檢測精度可達(dá)ppb（十億分之一）級(jí)別甚至更高，靈敏度較高；長期運(yùn)行時(shí)漂移極低，示值誤差≤±1%FS（滿量程），穩(wěn)定性強(qiáng)，適合長期在線監(jiān)測；還能同時(shí)測量CO?、CH?、CO、H?O等多種溫室氣體及其同位素，實(shí)現(xiàn)多組分同步分析；此外，該儀器購買成本相對(duì)較低，且無后期耗材投入，性價(jià)比突出。

應(yīng)用場景

        在大氣本底監(jiān)測領(lǐng)域，高精度溫室氣體分析儀被應(yīng)用于氣象站、高山觀測站等，實(shí)時(shí)監(jiān)測大氣中溫室氣體本底濃度，為全球碳循環(huán)研究、氣候模型驗(yàn)證提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在工業(yè)領(lǐng)域，化工、冶金、能源等行業(yè)借助該儀器監(jiān)測生產(chǎn)過程中的溫室氣體泄漏或排放效率，助力企業(yè)優(yōu)化工藝、降低碳排放?？蒲蟹矫?，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下它可用于模擬惡劣條件下的氣體反應(yīng)，或分析冰芯、植物氣孔釋放氣體等微量樣品，為古氣候研究提供關(guān)鍵證據(jù)。在野外生態(tài)監(jiān)測中，該儀器適用于森林、濕地、凍土區(qū)等生態(tài)系統(tǒng)的碳通量監(jiān)測。此外，在深海、高原、極地等復(fù)雜環(huán)境的科考活動(dòng)中，也能實(shí)現(xiàn)溫室氣體的原位測量。

         高精度溫室氣體分析儀憑借優(yōu)秀性能與廣泛的應(yīng)用場景，已成為應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)“雙碳"目標(biāo)的重要技術(shù)支撐。