承天示优今天的文章给大伙介绍下傅立叶红外温室气体分析仪中标，和傅立叶近红外光谱仪相关的内容，希望能对小伙伴们有所帮助，记得不要忘记收藏下本站喔。
本文目录一览：
风云三号D卫星上的“神器”是什么？
2017年11月15日2时35 分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将“风云三号D”气象卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。
国家卫星气象中心副主任，风云三号极轨气象卫星工程地面应用系统总指挥张鹏介绍，风云三号D设计寿命5年，星上装载了10台套先进的遥感仪器，除了微波温度计、微波湿度计、微波成像仪、空间环境监测仪器包和全球导航卫星掩星探测仪等5台继承性仪器之外，红外高光谱大气探测仪、近红外高光谱温室气体监测仪、广角极光成像仪、电离层光度计为全新研制、首次上星搭载，核心仪器中分辨率光谱成像仪进行了大幅升级改进，性能显著提升。
中分辨率光谱成像仪
风云三号系列卫星的核心仪器之一是中分辨率光谱成像仪。
这台仪器升级改进后可以媲美美国最新发射的联合极轨气象卫星的成像仪器，成为国际上最先进的宽幅成像遥感仪器之一。
据悉，中分辨率光谱成像仪整合了原有风云三号卫星两台成像仪器的功能，是世界上首台能够获取全球250米分辨率红外分裂窗区资料的成像仪器，可以每日无缝隙获取全球250米分辨率真彩色图像，实现云、气溶胶、水汽、陆地表面特性、海洋水色等大气、陆地、海洋参量的高精度定量反演，为我国生态治理与恢复、环境监测与保护提供科学支持，为全球生态环境、灾害监测和气候评估提供中国观测方案。
红外高光谱大气垂直探测仪
这台仪器采用了目前国际上最先进的傅里叶干涉探测技术，可以实现地气系统的高光谱分辨率红外观测，光谱覆盖1370个通道。
据张鹏介绍，相较于原有的风云三号红外分光计，光谱通道数量增加了70倍，光谱分辨率最高达0.625 厘米波数，可以提高大气温度和大气湿度廓线反演精度1倍以上，极大提升对我国中长期数值天气预报的支撑能力，并将天气预报的有效时效延长2-3天。
高光谱温室气体监测仪
高光谱温室气体监测仪是一台可监测全球温室气体浓度的遥感仪器。
“这台仪器大家比较感兴趣，” 张鹏说，这台仪器可以获取二氧化碳、甲烷、一氧化碳等主要温室气体的全球浓度分布和时间变化的信息，提高区域尺度上地表温室气体通量的定量估算，分析和监测全球碳源碳汇，为巴黎气候大会温室气体减排提供科学监测数据。
“去年底我国发射了一颗碳卫星，碳卫星的一项任务就是进行高光谱二氧化碳监测，二氧化碳是全球气温升高的主要参数，所以对全球二氧化碳监测是非常重要的，风云三号D上的高光谱温室气体监测仪可以与碳卫星一起，帮助我们更好地了解全球二氧化碳的空间分布跟时间分布情况。”
广角极光成像仪和电离层光度计
有两台新仪器是与空间环境密切相关，一个叫广角极光成像仪，另一个叫电离层光度计。
广角极光成像仪是全球首台从空间大范围获取极光图像的遥感仪器，在高磁纬地区可以实现极紫外波段、每2 分钟一幅、约130°×130°范围的极光图像，空间分辨率10公里，可以监视极光边界位置、电离层全局图像和沉降电子分布，实现极光强度和范围、极区沉降粒子的现报，进而开展磁暴预报、磁层亚暴预报和极区电离层天气预报。
而电离层光度计通过测量氧气原子和氮气分子的极紫外波段气辉辐射强度，反演夜间电子浓度和白天氧氮比参数，实现电离层状态及变化监测。
张鹏说，这两台仪器提升了保证我国空间基础设施安全的能力，确保国家航天强国战略的实施。
傅里叶红外光谱仪的用处
一、酒制品检测分析
不同产地的葡萄酒具有不同的质量与风格，市场上葡萄酒以假乱真、以次充好现象颇多，寻找简单有效地鉴别葡萄酒产区的方法，有利于葡萄酒市场的健康发展。向伶俐等人采用近、中红外光谱的贝叶斯信息融合技术对葡萄酒原产地进行快速识别，建模集准确率为87.11 %，检验集准确率为90.87 %，提高判别的准确度，为葡萄酒原产地真伪识别提供了一种高效低成本的新方法。
此外，利用红外光谱对白酒年份与香型鉴别也有十分效。因不同香型白酒的成分有所差异，其红外光谱也不尽相同，可根据红外光谱差异鉴别不同年份的白酒。
二、蜂蜜检测分析
我国蜂蜜质量参差不齐，掺假现象也较为严重。孙燕等利用中红外图谱分析仪结合化学计量软件建立饶河黑蜂蜂蜜产地真假判别模型判别饶河本地的蜂蜜样品和其它地区蜂蜜样品，准确率达90.3 %，为蜂蜜真伪鉴别提供了一种有效的方法。
三、谷类检测分析
近年来，少数造假者频频在陈旧大米中涂抹掺加植物油、矿物油，增加其亮度和光泽，冒充优质新鲜大米销售，严重危害消费者身心健康。张耀武等利用红外光谱对涂有和掺有矿物油的大米进行定性鉴别。
将分离出含有矿物油的试样进行红外光谱测试，未出现 1745 cm-1脂 C=O 的伸缩振动吸收和1000~1300 cm-1伸缩振动吸收，证明该试样中含有直链烷烃的矿物油。文中指出该方法可用于对大米、饼干、瓜子和食用油中是否掺加工业矿物油的鉴定。粮食在高温高湿条件下极易发霉变质，不仅造成经济损失还严重威胁人畜健康。
刘凌平等利用傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术结合化学计量学方法（ART-FTIR），对稻谷中7 种常见有害霉菌进行了快速鉴定，建立的线性判别分析和偏最小二乘判别分析模型对7种不同类别菌株的留一交互验证整体正确率分别达到 87.1 %和87.3 %，表明ART-FTIR 技术技术可用于谷物中霉菌不同属间的快速鉴别，尤其对不同菌属的霉菌具有良好的判别效果。
四、果蔬检测分析
果蔬中农药残留快速、高效的检测技术是当前食品安全控制关注的重大问题。朱春艳用傅里叶红外光谱技术对敌百虫和辛硫磷两种农药的红外光谱进行了测量和分析。
验证了FTIR/ATR技术快速检测蔬菜中有机磷农药残留的可行性，测定敌百虫的最低的检测限为0.2×10-6（体积分数），相关系数为0.9141，辛硫磷的最低检测限为0.02×10-6，相关系数为0.9036，为果蔬农药残留检测提供了一种方便、快捷、准确的方法。
扩展资料：
傅里叶变换红外光谱仪主要由红外光源、分束器、干涉仪、样品池、探测器、计算机数据处理系统、记录系统等组成。
（1）光源：傅里叶变换红外光谱仪为测定不同范围的光谱而设置有多个光源。通常用的是钨丝灯或碘钨 灯（近红外）、硅碳棒（中红外）、高压汞灯及氧化钍灯（远红外）。
（2）分束器：分束器是迈克尔逊干涉仪的关键元件。其作用是将入射光束分成反射和透射两部分，然后 再使之复合，如果可动镜使两束光造成一定的光程差，则复合光束即可造成相长或相消干涉。
对分束器的要求是：应在波数v处使入射光束透射和反射各半，此时被调制的光束振幅最大。根据使用 波段范围不同，在不同介质材料上加相应的表面涂层，即构成分束器。
（3）探测器：傅里叶变换红外光谱仪所用的探测器与色散型红外分光光度计所用的探测器无本质的区 别。常用的探测器有硫酸三甘钛（TGS）、铌酸钡锶、碲镉汞、锑化铟等。
（4）数据处理系统：傅里叶变换红外光谱仪数据处理系统的核心是计算机，功能是控制仪器的操作，收集 数据和处理数据。
参考资料：百度百科——傅里叶红外光谱仪
基于二甲醚的柴油机燃烧及排放特性研究
为使内燃机在降低有害物排放的同时减少温室气体排放，由BMW公司成立的联合组织针对未来用于柴油机的代用燃料进行了试验，并研究该类燃料的燃烧和排放特性。
1 动机
为了限制全球变暖，减少和避免温室气体（THG）已成为全球工业应用的最重要的技术推动方式之一，其中交通领域为最大的温室气体排放源，轿车和商用车产生的CO2排放已成为政治和社会讨论的重点，因此需进一步开展相关工作，以降低大气中的CO2浓度，从而缓解全球变暖趋势。除了如纯电动车等全新车型方案之外，使传统内燃机燃用由再生能源制取的合成燃料也有着较好的应用前景。
2 对能持久应用的合成燃料的要求
因为近几年可再生合成燃料已成为车载动力系统发展过程中的重要课题，为未来汽车选择代用燃料时需设定相关标准，以便集中研究和开发资源，相关标准如下所示：
（1）降低CO2排放：对于现代采用的合成燃料而言，在当前情况下，车辆应在行驶过程中降低CO2排放，应用合成燃料的CO2排放至少不应高于传统化石燃料；
（2）降低有害物排放：新型燃料应不仅能降低CO2排放，而且还应充分避免产生其他有害物排放；
（3）适用性和成本：降低CO2排放是针对现代交通运输而提出的任务，开发新型燃料标准并将其应用到车型认证过程中需花费较高的成本和较长的时间，因此使燃料实现标准化应更具优势，其能以适当的价格尽推广至全球。
（4）从这些要求出发，二甲醚（DME）和氧亚甲基醚（OME）被认为是适合于柴油机的代用燃料，并由此开展了相关试验研究。
3 二甲醚作为柴油机的代用燃料
在该项目的框架下，基础喷射试验的燃料开展了单独试验、整机试验以及实车试验，由此评价其用于替代柴油的潜力。下文根据DME来讨论甲基醚的物理和化学特性。
4 物理和化学特性
通过DME燃烧形成的排放物已确认，由于其含氧量较高（34.8%）并且无C-C碳链，由此可实现几乎无碳烟的燃烧过程，而无碳烟排放就能应用较高的废气再循环（EGR），并同时降低氮氧化物（NOx）排放。表1列出了DME物理特性及其与柴油（EN 590）的对比。为了使用DME运行，表中在热值、密度、润滑性和粘度方面进行了显示出来的差异要求对燃油箱和喷射系统进行技术调整。
DME是性质与液化石油气（LPG）相似的蒸汽压曲线的液化气，因而可应用与LPG相似的燃油箱和低压燃料供应部件，系统部件已用DME进行过检验，并按需进行了调整。DME根据环境温度在饱和状态下以0.2～0.7 MPa的压力贮存于燃油箱中。液化DME从燃油箱输送给压力位2～3 MPa的燃料调节回路，此处燃料温度被调节到＜40 ℃，以避免发生相态变化，并在接头处供给喷油系统。
5 二甲醚共轨喷射系统
为了进行试验研究工作，将一种柴油机共轨喷射系统按照DME特有的燃料特性进行调整。由于在高压燃油泵中存在泄漏情况，以往由于DME的体积压缩模量较低等缘故，通常将最大喷射压力限制在60 MPa。减小死容积就能将共轨压力最高提高到100 MPa。同时采用干式电磁伺服阀，以避免浸润和溶解树脂，密封圈用可耐受DME的全氟醚橡胶（FFKM）制成。
与柴油燃料相比，DME热值和密度值较低，不能在相同的时间内将所必需的内能带入燃烧室以实现燃烧，而必须通过加大喷油嘴的流通横截面予以补偿，为此喷油嘴的液压流量要相对于基准柴油喷油嘴（PC-D）提高1.8倍（PC-1.8），同样在100 MPa最大共轨压力下也要求调整加大2.5倍标定的喷油嘴（PC-2.5）的流量特性。为了在高压喷雾罐中进行试验，设计了具有3个喷孔的专用喷油嘴，以便改进单个喷束的光学通道，而为单缸机试验则提供了一个基于计算流体力学（CFD）优化结果的附加喷油嘴（PC-2.1）。
为了能描述喷油嘴加大喷孔对喷束扩展特性的影响，在高压喷雾罐（HPC）中进行喷雾试验，在轿车柴油机燃烧过程用的基准喷油嘴（PC-HPC-D）的基础上对前文所描述的标定的DME喷油嘴进行试验。
采用光学测量方法在高压喷雾罐中采集喷束随时间扩展的宏观特性。在测量中除了气态贯穿深度（GPL）和液态贯穿深度（LPL）之外，还要查明火焰提升高度（LOL）。为了测定GPL使用了纹影图像，而借助于测量活跃的氢氧基残余辐射来测定LOL。柴油的LPL同样通过纹影图像进行测定，而DME因密度较小则采用米氏散射光方法来进行测量。
图1示出了柴油和DME在罐内压力pa?= 5 MPa和温度Ta?= 840 K的情况下高压罐测量的结果，这种环境条件是从基准量产发动机喷油开始时的负荷工况点推导出来的。喷油器控制脉冲持续时间为ten=1 000 μs，而共轨压力被调整到100 MPa。在与基准喷油嘴（PC-HPC-D）比较LPL时，柴油的液态喷束长度明显比DME更长，这可通过DME较低的沸点和蒸汽压来说明，其蒸汽压与高压喷雾罐中的环境压力非常接近，DME的相态从液态变化到气态几乎是同时发生的，因而得到了缩短的LPL。喷孔直径较大的喷油嘴（PC-HPC-2.5）对DME的LPL产生了显著影响，液态柴油喷束的贯穿深度仅有小幅度增长，而DME却因喷束蒸发较强烈的冷却作用而产生了明显的差别。
为了对发动机气缸内的燃烧过程进行试验研究，从稍后试验的整机衍生出了单缸试验发动机，并且应用合适的喷油系统部件作为试验载体。在试验中，根据量产柴油机的特性曲线场选择有代表性的负荷工况点。
下面更进一步地考察柴油和DME在中等负荷时的一个运行工况点。对于不同燃料和喷油嘴结构发动机边界条件都保持不变,而喷油器控制始点和持续期以及EGR率则根据燃料和喷油嘴参数进行调整，以保持燃烧重心位置恒定不变。在单缸发动机上进行的试验，与提供量产发动机的数据不同，仅使用一次主喷射。图2示出了柴油基础测量与采用2种不同喷油嘴喷孔直径的DME之间的比较。基础柴油采用量产结构的基准喷油嘴（PC-D）进行测量，而DME则采用补偿物理特性（PC-1.8）和补偿喷油压力较低（PC-2.5）的喷油嘴进行试验。为了适应不同的NOx比排放水平（ISNOx）而调整EGR率。
正如从图2所示，DME在2种不同配置的喷油嘴情况下，甚至在最低NOx排放时，根据滤纸烟度值（FSN值）都检测不到碳烟排放，这种特性归因于快速的混合气形成、较高的氧含量和无C-C碳链。无C-C碳链导致CO形成，并由此替代了高温热解状况中的碳烟。
所有3种情况描述的HC（ISHC）和CO（ISCO）比排放数量级是相似的，仅在低EGR率时DME的HC排放比柴油更低。
与此相反，3种配置之间的差别主要体现在最大压力升高数值上。尽管DME具有较高的十六烷值，并且通常会导致不明显的压力升高现象，但在此处却显示出较高的压力升高数值，这可通过燃烧持续期（BD5-90，译注：指燃烧5%～90%充量质量的持续期）缩短现象来解释，因此这种较小的喷油嘴（PC-1.8）是大有裨益的，特别是在能同时观察到可应用较高的EGR率的背景下。
在图2中可看到DME与柴油的一个较大差别是指示效率（ηi），DME因燃烧持续期（BD5-90）较短和废气温度较低而相对于柴油呈现出更高的效率。
6 二甲醚用于轿车的整机试验结果
应用福特公司一款1.5 L柴油机作为在发动机台架和汽车上进行试验的试验载体。发动机硬件必须针对DME喷射部件而进行调整（图3）,其中集成高压燃油泵是最大的挑战，因DME润滑性能不良，通过发动机机油来确保燃油泵的润滑，同时因泵油相位发生变化，针对皮带传动机构进行的调整也是必不可少的。
此外，为了优化发动机硬件设备，必须将用于调节高压燃油系统的传感器和调节执行机构集成到发动机电控系统中，以便使发动机能在稳态和动态条件下运行。除了量产发动机电控单元中的喷油参数之外，发动机电控系统保持不变，而DME喷射系统则由另一个电控单元来进行调节，2个电控单元通过CAN接口相互通讯。
整机在10个部分负荷和3个全负荷运行工况点进行测量。图4示出了DME在一个运行工况点（n=2 000 r/min，pm=0.7 MPa）下的优化标定方式。从保持NOx排放恒定不变，在尽可能保持柴油机标定和相应的边界条件情况下改变共轨压力、燃烧重心位置和过量空气系数。与柴油机的基本情况不同，通过DME进行测量时取消预喷射，因为单缸试验机上的试验在使用小喷油嘴时采用简单的喷射策略、较高的EGR率和降低共轨压力相结合的情况下，在优化噪声特性方面显现出良好前景。
单参数变化的目标是，在CO排放较低的情况下达到尽可能更高的效率。由于相对于柴油而言DME的燃烧持续期较短和与其相关的废气温度较低，因而废气涡轮增压器是主要限制因素之一，因此在相对较高的NOx比排放（2.0 g/（kW·h））情况下进行优化，以确保可变涡轮几何截面（VTG）位置的回旋余地。
在调整喷油始点的同时将共轨压力降低到35 MPa，就能显现出在CO和效率方面的优势。正如预计，在高压指示效率随共轨压力的降低而降低的同时，有效效率却得以相应提高，一方面可用因高压燃油泵的传动功率降低而减小了摩擦损失来进行解释，另一方面与采用72 MPa共轨压力的柴油基本测量相比，随着共轨压力的降低，燃烧持续期相应延长，从而增加了废气热焓，使废气涡轮增压器在较高的效率下运行，并降低了换气损失，而共轨压力降低到35 MPa以下就会带来一系列弊端。对于改变燃烧重心位置而言，可观察到相似的发展趋势，燃烧重心位置向早期方向调节能在CO排放几乎相同的情况下改善效率。改变过量空气系数表明，在λ=1.5的情况下应进行稀薄燃烧，但是无法实现与汽油机相似的化学计量比燃烧，因为由此会使效率降低，并使CO排放显著增加，从而明显高于现代汽油直接喷射汽油机的数值。
附加的废气成分通过颗粒计数器和傅里叶转换红外线光谱计（FTIR）进行测量。经柴油机氧化催化转化器后的CH4排放不会受到共轨压力和燃烧重心位置变化的影响，但是其会随着过量空气系数的降低而增加，并在λ=1.1时达到最大值，而过量空气系数进一步降至λ=1.0时就会使CH4排放降低到接近极限的水平，此时废气温度就会大幅升高（约550 ℃），以致于超过了CH4在催化转化器中实现合理转化的阈值，但在低负荷时仍达不到较低的废气温度水平。颗粒数（PN）原始排放始终保持在图4所示的变化范围内，明显低于现代直喷式汽油机的数值，但是在其他运行工况点按趋势来看，则处于较高或相同的水平，由此在优化过程中所获得的知识基础上逐步改变EGR率（图5）。
在用最佳标定测量时的效率几乎相当于传统柴油机。因其相对于柴油具有更佳的H/C比值，从而使DME具备CO2排放方面的优势，而CO排放始终较高。
根据从优化稳态运行工况点推导出的特性曲线场范围的标定规定，还需应用降低NOx排放（DeNOx）系统和柴油机颗粒捕集器，其标定状况示于图6。
为了最终证实DME作为柴油机代用燃料的潜力，在Ford公司Mondeo轿车基础上采用得以充分优化的发动机硬件和燃油箱系统，并开发出了一种演示车辆，在试验台试验中所积累的经验都应用到了该演示车辆的开发过程中。
DME在全球统一的轻型车试验程序（WLTC）中的排放潜力与柴油的比较示于图7，并针对颗粒、NOx和CO2原始排放进行评估。对于DME的燃烧就不再存在传统柴油机燃烧所特有的炭烟与NOx排放的目标冲突了，其颗粒质量处于零排放水平，其NOx排放相对于柴油同样也能显著降低（-33%），而CO2排放几乎保持不变。如果DME通过可再生能源进行制取（E-DME）并与油井-车轮（TtW）平衡相结合的话，那么就能几乎保持CO2排放不变并实现无有害物排放的运行状态。
7 结论
在由德国联邦政府经济和能源部推进的“新型车辆和系统技术”专业计划进程中，在“XME-Diesel”项目中研究甲基醚燃料（DME/OME）是否适于用作轿车和商用车柴油机的代用的燃料，并是否能实现可持续发展。在考虑到对未来用作柴油机代用燃料的多种要求（TtW-CO2和废气排放，可用标准，全球的适用性和低成本）情况下，证实了DME堪称一种充满前景的新型代用燃料。在该项目计划中，基于高压喷雾试验、单缸试验和整机试验以及实车试验，对DME的工作能力进行了充分分析和演示。
作者：[德]W.WILLEMS等
整理：范明强
编辑：伍赛特
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
关于傅立叶红外温室气体分析仪中标和傅立叶近红外光谱仪的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。
咨询采购，报价（傅里叶红外光谱，应急，非道路，污染源排放，温室气体等检测，定量），请点击下方按钮。
复制微信号
发表评论
发表评论: