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计量学报  2020, Vol. 41 Issue (4): 425-429    DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.006
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基于多次反射直接吸收精确测量二氧化碳浓度的研究
马若梦1,2,3, 林鸿2,3, 张亮2,3, 冯晓娟2, 方立德1, 张金涛2,3
1.河北大学质量技术监督学院,河北保定 071002
2.中国计量科学研究院,北京 100029
3.郑州计量先进技术研究院,河南郑州 450001
Measurement of Carbon Dioxide Concentration Based on Multi-pass Absorption Technology
MA Ruo-meng1,2,3, LIN Hong2,3, ZHANG Liang2,3, FENG Xiao-juan2, FANG Li-de1, ZHANG Jin-tao2,3
1.School of Quality and Technology Supervision, Hebei University, Hebei, Baoding 071002, China
2.National Institute of Metrology, Beijing 100029, China
3.Zhengzhou Institute of Metrology, Zhengzhou, Henan 450001, China
全文: PDF (962 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 二氧化碳气体排放过多是造成温室效应的主要原因,对全球环境及生态系统产生了深远影响。企业燃料燃烧产生的二氧化碳是城市区域碳排放的主要来源。为了通过碳排放交易来实现企业减排,就必须对企业烟囱排放二氧化碳进行精确的计量,而企业烟囱排放的二氧化碳含量一般在20%以下,需要建立高准确度的现场测量方法。通过多次反射吸收光谱技术精确获得二氧化碳在6361.25cm-1的(30012)←(00001)R18e跃迁谱线信息,进一步结合理想气体方程来精确获得15%,10%,5%和1%二氧化碳/氮气(氮气为平衡气体)混合物的浓度。结果表明所建立的装置和方法能够快速精确地测量待测气体的浓度,测量结果与基于天平的称重法相当,扩展相对不确定度小于0.65%(k=2)。
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作者相关文章
马若梦
林鸿
张亮
冯晓娟
方立德
张金涛
关键词 计量学二氧化碳多次反射吸收光谱碳交易摩尔浓度    
Abstract:Excessive emission of carbon dioxide is the main cause of greenhouse effect, which has a profound impact on the global environment and ecosystem. The carbon dioxide emitted from fuel combustion is the main source of urban area. In order to achieve the emission reduction through carbon emission trading, it is necessary to accurately measure the carbon dioxide in the enterprise chimney. The carbon dioxide content emitted by the enterprise chimney is generally below 20%, so it is necessary to establish a high-accuracy field measurement method. The multiple reflection absorption spectroscopy technology is used to accurately obtain (30012)←(00001) R18e transition line information of carbon dioxide at 6361.25cm-1, furtherly combines the ideal gas equation to accurately obtain the concentration of 15%, 10%, 5% and 1% carbon dioxide/nitrogen (nitrogen as balance gas) mixtures. The results show that the established device and technique can be used to measure the CO2 concentration efficiently and accurately. The measurement results are equivalent to that based on gravimetric method, and the relative expanded uncertainty is less than 0.65%(k=2).
Key wordsmetrology    carbon dioxide    multi-pass absorption spectroscopy    carbon trade    mole fraction
收稿日期: 2020-01-05     
PACS:  TB94  
  TB99  
基金资助:国家国际科技合作专项(2015DFG71880);国家自然科学基金(51476153)
通讯作者: 张金涛(1964-),男,湖北武汉人,中国计量科学研究院研究员,主要从事开尔文重新定义、材料热物性测量和新型精密测量方法与技术的研究。Email: zhangjint@nim.ac.cn   
作者简介: 马若梦(1992-),女,河北保定人,河北大学质量技术监督学院硕士研究生,主要研究方向为激光光谱测量。Email: 770656746@qq.com
引用本文:   
马若梦, 林鸿, 张亮, 冯晓娟, 方立德, 张金涛. 基于多次反射直接吸收精确测量二氧化碳浓度的研究[J]. 计量学报, 2020, 41(4): 425-429.
MA Ruo-meng, LIN Hong, ZHANG Liang, FENG Xiao-juan, FANG Li-de, ZHANG Jin-tao. Measurement of Carbon Dioxide Concentration Based on Multi-pass Absorption Technology. Acta Metrologica Sinica, 2020, 41(4): 425-429.
链接本文:  
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2020.04.006     或     http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2020/V41/I4/425
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