角度仪原理

2月25日，中科院合肥物质科学研究院安光所光学遥感中心牵头承担的民用航天技术预先研究项目“多角度偏振成像仪”通过了专家验收。专家组认为，该项技术将大力推动我国卫星载荷新技术的发展。 　　多角度偏振成像仪项目组针对全球大气环境及气候变化研究、高精度定量化遥感大气校正等需求，应用多角度偏振探测技术，突破大气气溶胶高精度卫星遥感关键技术，完成了工程化设计的多角度偏振成像仪原理样机，搭建了多角度成像仪的实验室辐射/偏振/几何定标系统。样机主要性能指标均达到或接近国际同类型载荷水平，其研究成果涵盖了欧美两大技术路线的技术特点。 　　验收会上，专家组一致认为项目组瞄准国际上全球大气环境及气候变迁研究的技术前沿，多年来致力于发展偏振遥感技术，积极开展大气多角度偏振卫星遥感技术研究，在大气气溶胶高精度卫星遥感探测技术、实验室偏振定标技术、大气多角度偏振信息反演技术等方面取得了一系列重要成果。 　　该项目是中科院安光所牵头承担并顺利完成的第一个民用航天项目，5年多的研究除取得了一些科研成果外，也为安光所锻炼培养了一个年轻、富有朝气的航天有效载荷工程承研技术团队，为其在“十二五”承担航天载荷型号任务打下了良好的技术及人才基础。

光学镀膜材料在太阳能行业应用广泛：由化学气相沉降法生成的氧化锌涂层，自然形成金字塔形表面质地，在薄膜太阳能电池领域被用于散射太阳光。将不同折射系数的高分子材料排列组成的全息滤光镜，将太阳光在空间上分成不同颜色的色带（棱镜一样），将不同响应波长的光伏电池调到每个波长的焦距处，从而形成一种新型的多结太阳能电池。位于硅太阳能电池前部的纳米圆柱形硅涂层起米氏散射的作用，因此增加了在更宽入射角范围和偏振情况下的光被太阳能电池的吸收。曲面型光电模块的渲染和原理图。3M可见镜膜能够使模块在可见光区表现为镜像，而在近红外光区变为黑色。对于所有的光学涂层——特别是那些非垂直角度接收阳光或者阳光入射的涂层，表征波长、角度和偏振测定的反射和入射就尤为关键。PerkinElmer公司的自动化反射/透射附件ARTA，可以测定任何入射角度、检测角度、S和P偏振光在250-2500nm的范围内的谱图，从而告诉我们：所有的入射光都去哪儿啦？装备了ARTA的LAMBDA紫外/可见/近红外分光光度计样品3M可见光镜膜：吸收紫外光，反射可见光，透过红外光。仪器PerkinElmer公司的LAMBDA 1050+紫外/可见/近红外分光光度计。150mm积分球，Spectralon涂层积分球包含硅和InGaAs检测器，检测样品200-2500nm的范围内的总透射谱和总反射谱。装备了150mm积分球的LAMBDA紫外/可见/近红外分光光度计ARTA，配备PMT和InGaAs检测器的积分球（60mm），能在水平面上围绕样品旋转340°，进行角度分辨测量。3M薄膜固定在ARTA样品支架上的照片实验结果用150mm积分球附件测量的3M薄膜的总反射和总透射谱图。薄膜在750nm附近具有预期的突变，在此处有将近100%的可见光反射率和约90%的红外光透射率。3M薄膜对于s（左图）和p（右图）偏振光的角度分辨反射谱图。对于所有的偏振情况，直至50˚的范围内反射到透射的转变都很急剧，但是有轻微的蓝移。对于入射角在约50˚以上的情况，s偏振光的转换终止，并且薄膜开始失去对光谱的分光功能。这种情况的一个明显后果就是在冬天或者纬度高于30˚的区域的夏季月份，曲面型光电镜片的工作效率都很低。更多详情，请扫描二维码下载完整应用报告。

仪器信息网讯 CIOAE2021分论坛“碳监测与碳排放源在线检测技术专题”于2021年12月10日上午顺利召开。专家与厂商分别从不同角度讲述了温室气体监测的需求以及解决方案，以期预测未来技术和市场发展趋势。会议现场企业碳排放企业碳排放量核算方法，IPCC给出三个层级方法，层级一是能源统计数据*IPCC提供的默认排放因子，层级二是能源统计数据*各国家/地区特征排放因子（体现当地燃料品质、燃料热值和排放特征），层级三是使用详细的排放估算模型，或可获得的设施级排放核算或设施级监测数据。无论企业碳排放核算采用哪种方式，都需要一个核算系统。核算系统可以包括其中一种方法，也可以同时包括三种方法，从而实现数据对比。采用层级一，仅需要收集数据；采用层级二，收集数据的同时需要对燃料各项参数进行检测；采用层级三，需要对企业排放进行温室气体浓度监测和流量监测。根据参与程度不同，仪器厂商可提供的设备和服务包括核心部件、监测仪器、多仪器组成的监测系统、监测系统+核算软件、核算及对比软件等。或者更进一步，在企业碳排放量核算的基础上，为企业进行碳资产管理。城市碳排放城市碳排放量核算方法，包括自下而上的温室气体清单方法或者基于大气监测数据的自上而下反演排放量方法。对于排放清单编制，就需要得到企业碳排放数据。对于反演方法，IPCC给出了使用大气测量和反演模式验证清单的方法。中国环境监测总站为了探索自上而下的碳排放量反演方法，选择了基础、综合、海洋三类共16个试点城市，指导其进行城市碳排放量自上而下的反演计算。对于综合试点城市，需要监测高精度温室气体浓度、高精度气象监测指标、14CO2等，有条件的还可开展生态系统碳通量、非二氧化碳温室气体、高密度二氧化碳传感器、遥感应用校验等。对于基础试点城市，需要监测高精度二氧化碳、甲烷、一氧化碳浓度、高精度气象监测指标，至少一个点位的14CO2等。根据参与程度从低到高，仪器厂商可提供的设备和服务包括核心零部件、监测仪器、多类型仪器组合而成的监测网络、监测网络+反演方法、多种方法对比系统等。区域碳监测区域碳监测是国家事权，需要区域本底站温室气体监测、重点区域温室气体卫星遥感监测、重点区域温室气体地基遥感监测以及生态试点监测等。仪器产品在整个碳监测需求中，温室气体监测仪器是其中的核心和关键环节之一，本次论坛也介绍了不少温室气体监测仪器。杜克泰克产品经理尚传新介绍了基于NDIR光声光谱技术的多组分温室气体监测，可实现CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs、SF6、NF3等七种温室气体同时监测，测量精度0.1ppb。岛津烟气产品专家贺文利介绍了CGT-7100便携式气体分析仪、NSA-3090烟气在线分析仪、VOCs气相色谱解决方案。CGT-7100采用NDIR原理，可同时测量CO2、CO、CH4、量程从ppm至100vol%。NSA-3090也采用NDIR原理，可同时测量CH4、CO2、CO、SO2、NOx、O2同时在线监测。VOCs气相色谱解决方案可实现甲烷、温室气体监测等。雪迪龙助理总裁谢涛在仪器方面主要介绍了SCS-900/900C红外法烟气排放连续监测系统、SCS-900FT傅里叶红外法烟气排放连续监测系统、CEMS智能质控仪、GC500（DID/FID）大气温室气体分析仪和T1320 CO2气体分析仪。SCS-900/900C监测SO2、NO、CO和颗粒物，可扩展CO2、CH4、N2O等温室气体；SCS-900FT监测SO2、NO、NO2、CO、HCL、HF、NH3、VOCs和颗粒物，可扩展CO2、CH4、N2O、SF6、NF3等温室气体；CEMS智能质控仪主要是对CEMS系统进行质控；GC500（DID）可同时监测CO2、CH4、N2O、CO，GC500（FID）可同时监测CO2、CH4、CO和NMHC等；T1320可监测环境空气中低浓度CO2。从以上产品也可以看出，由于目前方案还在探索中，因此各厂家推出的仪器原理不同、可监测的参数配置也不同，为未来应用提供了无限可能。