山西大学团队成功研制高精度温室气体监测仪器

近日，山西大学高精度温室气体激光监测技术团队（以下简称团队）成功研制高精度温室气体监测仪器。这是基于光学反馈腔增强激光吸收光谱方法研制出的新型碳监测仪器，具备高精度、高稳定性、测量速度快等优点，将助推我国碳监测领域技术进步，为实现“双碳”目标贡献力量。

碳排放总量核算是实现“双碳”目标的前提，温室监测仪器是开展碳排放总量核算的硬件基础。据介绍，根据光学反馈腔增强激光吸收光谱方法，团队首创了新型双镜光路腔结构，与传统光路相比，该技术通过抑制激光频率噪声、提高耦合效率，将精度提高了10倍；并提升了信噪比（指接收到的有用信号的强度与接收到的噪声和干扰信号强度的比值），降低了对核心器件的要求等。

腔镜反射率是指光在腔镜表面反射的能力，其大小直接影响着光学系统的性能。在实际应用中，腔镜可能会因为接触到样品气体而受到污染，从而导致反射率下降。团队研发出了新的自动校准系统，延长了监测仪器校准时间的间隔，降低使用成本，加上协同CRDS（光腔衰荡光谱）技术，可自动校准腔镜反射率，提高了监测仪器的使用效率；此外，该监测仪器通过有关技术的修正，可有效提高浓度测量的长期稳定性。

团队还设计了低压采样方案，对光学腔体的表面温度进行分布采样，利用覆盖式加热元件和自主设计高精度温控电路，实现了光学测量腔的极高温控精度。通过一系列新技术和新方法，该监测仪器在0.1个大气压下，流速增加了20倍，测量响应时间提升了75%，还能减少水汽凝结对镜片的影响及消除背景气体的干扰等。

业内专家表示，高精度温室气体监测仪器成功问世，将助力科技创新驱动产业发展，也展示了我国在光谱技术领域的强大创新能力，为碳监测行业转型升级和高质量发展注入新动力。