【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大气质量测量，更具体地，涉及一种基于零点测量的no3自由基测量系统及方法。
技术介绍
1、no3自由基是驱动夜间大气化学反应最重要的氧化剂，对于理解夜间大气氧化性、二次有机气溶胶生成、活性卤素化学和全球硫素循环等对流层大气化学研究的关键问题具有重要意义。准确测量no3自由基是开展夜间大气化学研究的基础。no3自由基的反应活性高，大气寿命短，浓度水平低，这要求外场测量仪器具备较高时间分辨率，低损耗采样，高灵敏度的特征，这些要求使得其外场准确测量十分困难。
2、目前no3测量的主流手段包括腔增强吸收光谱技术以及腔衰荡吸收光谱技术等，其利用no3在662nm的强吸收特征，并且在这个波段的吸收面峰值比no2高出103倍。但实际针对no3测量时，水汽在660nm波段具有较强的吸收。水汽的吸收是窄带吸收，而吸收光谱同时受到自身浓度、环境温度压力影响，在不同的温度压力以及自身浓度条件下的吸收截面不一样。传统解谱过程中，一般通过借助不同温度压力以及自身浓度条件下的水汽吸收截面查找表，或是通过迭代水汽吸收截面直到拟合的残差最优化，但是这些方法费时，同时需要大量的计算空间。为了避免水汽浓度的直接计算，市面上采用化学零点的方法，例如持续释放小流量高浓度的no气体，no和采样气体中的no3反应，从而在到达样品检测腔之前将样品中的no3去除，同时样品中的水汽的浓度不变，此时测量的光谱为参考光谱。然而，在外场测量时需要随仪器携带no钢瓶等零点气体产生设备，极大地限制了仪器的便携性，同时增加了仪器的运维难度。
1、本专利技术为克服上述现有技术所述no3自由基浓度的外场测量具有一定局限性的缺陷，提供一种基于零点测量的no3自由基测量系统及方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
3、一种基于零点测量的no3自由基测量系统，包括测量模块、三通接头、第一气泵、第二气泵和零点模块；其中，所述三通接头的第一接头与所述测量模块的进气口连接，所述三通接头的第二接头与所述零点模块的出气口连接，所述三通接头的第三接头与大气连通；
4、所述测量模块的出气口与所述第一气泵的进气口连接；
5、所述零点模块的进气口与所述第二气泵的排气口连接，所述第二气泵的进气口与大气连通；
6、所述零点模块包括内表面粗糙的螺旋钢管，用于对通过的气体中的no3自由基造成损耗；
7、当进行零点测量时，启动所述第一气泵和第二气泵，所述测量模块采集得到零点信号；当进行气体采样测量时，所述第二气泵停止工作，所述测量模块采集得到采样信号；重复循环采样直至达到预设的循环采样周期，所述测量模块基于采集的零点信号和采样信号通过光谱解析或信号处理得到no3自由基浓度测量结果。
8、进一步地，本专利技术还提出了一种基于零点测量的no3自由基测量方法，应用于本专利技术提出的基于零点测量的no3自由基测量系统。其中，所述方法包括以下步骤：
9、s1、启动所述第一气泵；
10、s2、启动所述第二气泵，通过所述测量模块采集得到零点信号，直至达到预设的采样时长；
11、s3、控制所述第二气泵停止工作，通过所述测量模块采集得到采样信号，直至达到预设的采样时长；
12、s4、循环执行s2～s3步骤直至达到预设的循环采样周期，通过所述测量模块结合当前所采集的零点信号和采样信号进行光谱解析或信号处理，得到no3自由基浓度测量结果。
13、与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：
14、本专利技术利用基于螺旋钢管组成的零点模块进行零点测量，利用带粗糙内表面的螺旋钢管对no3自由基进行消耗，其粗糙的内表面及其螺旋结构能够增大接触面积及接触时间，确保在进行零点测量时能够对气体中的no3自由基进行消耗，可以有效避免水汽等其他物质对测量精度的干扰，提高系统no3自由基测量的准确性以及灵敏性；
15、本专利技术具有便携、易操作、易于安装、无需维护等特点，可以配合其他移动设备使用，实现实时连续移动测量。
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1.一种基于零点测量的NO3自由基测量系统，其特征在于，包括测量模块、三通接头、第一气泵、第二气泵和零点模块；其中，所述三通接头的第一接头与所述测量模块的进气口连接，所述三通接头的第二接头与所述零点模块的出气口连接，所述三通接头的第三接头与大气连通；
2.根据权利要求1所述的基于零点测量的NO3自由基测量系统，其特征在于，所述零点模块还包括时间继电器；其中，所述时间继电器的输出触点与所述第二气泵的控制电路连接；所述时间继电器上预设有循环采样周期，当到达预设的零点采样周期时，所述时间继电器的输出触点闭合并导通所述第二气泵的控制电路；当到达预设的气体采样周期时，所述时间继电器的输出触点断开，所述第二气泵停止工作。
3.根据权利要求1所述的基于零点测量的NO3自由基测量系统，其特征在于，所述系统还包括第一流量计、第二流量计和控制器；其中，所述第一流量计设置于所述测量模块的出气口与所述第一气泵的进气口之间；所述第二流量计设置于所述第二气泵与所述零点模块的进气口之间；
4.根据权利要求3所述的基于零点测量的NO3自由基测量系统，其特征在于，所述零点模块还
5.根据权利要求1所述的基于零点测量的NO3自由基测量系统，其特征在于，所述三通接头包括PFA三通接头。
6.根据权利要求1～5任一项所述的基于零点测量的NO3自由基测量系统，其特征在于，所述测量模块包括检测腔，共轴设置的第一凸透镜、第二凸透镜、第一高反镜、第二高反镜，以及光源、光纤和光谱仪；
7.根据权利要求6所述的基于零点测量的NO3自由基测量系统，其特征在于，所述测量模块的进气口连接有颗粒物过滤装置。
8.一种基于零点测量的NO3自由基测量方法，应用于权利要求1～7任一项所述的NO3自由基测量系统，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的NO3自由基测量方法，其特征在于，所述零点模块还包括时间继电器；其中，所述时间继电器的输出触点与所述第二气泵的控制电路连接；所述时间继电器预设有循环周期；则所述S2、S3步骤中，包括：
10.根据权利要求8所述的NO3自由基测量方法，其特征在于，所述零点模块还包括时间继电器和控制器；其中，所述时间继电器的输出端与所述控制器的第二输入端连接；所述控制器的第二输出端与所述第二气泵的控制端连接；所述时间继电器预设有循环周期；则所述S2、S3步骤中，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于零点测量的no3自由基测量系统，其特征在于，包括测量模块、三通接头、第一气泵、第二气泵和零点模块；其中，所述三通接头的第一接头与所述测量模块的进气口连接，所述三通接头的第二接头与所述零点模块的出气口连接，所述三通接头的第三接头与大气连通；
2.根据权利要求1所述的基于零点测量的no3自由基测量系统，其特征在于，所述零点模块还包括时间继电器；其中，所述时间继电器的输出触点与所述第二气泵的控制电路连接；所述时间继电器上预设有循环采样周期，当到达预设的零点采样周期时，所述时间继电器的输出触点闭合并导通所述第二气泵的控制电路；当到达预设的气体采样周期时，所述时间继电器的输出触点断开，所述第二气泵停止工作。
3.根据权利要求1所述的基于零点测量的no3自由基测量系统，其特征在于，所述系统还包括第一流量计、第二流量计和控制器；其中，所述第一流量计设置于所述测量模块的出气口与所述第一气泵的进气口之间；所述第二流量计设置于所述第二气泵与所述零点模块的进气口之间；
4.根据权利要求3所述的基于零点测量的no3自由基测量系统，其特征在于，所述零点模块还包括时间继电器；其中，所述时间继电器的输出端与所述控制器的第二输入端连接；所述控制器的第二输出端与所述第二气泵...
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