高時間分解能一酸化炭素測定器の高精度化

提高高时间分辨率一氧化碳测量仪器的精度

• 批准号: 13780420
• 负责人: 竹川 暢之
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo (2002)Nagoya University (2001)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780420/
• 关键词: 一酸化炭素; 真空紫外; 共鳴蛍光; 高精度化・安定化; 低消費電力化・小型化; 航空機観測; 対流圏化学; 高精度化

対流圏における大気汚染物質の化学過程・輸送過程を定量的に研究するためには、航空機観測により一酸化炭素(CO)濃度を高精度・高時間分解能で測定することが必要である。これまで、真空紫外共鳴蛍光法を用いた高時間分解能CO測定器の開発を行ってきた。この方法は、共鳴線ランプという特殊光源から放射される光を試料空気に照射し、COからの共鳴蛍光を検出することにより濃度を決定するものである。本研究では、このCO測定器を高精度化・小型化するための様々な改良を行った。平成13年度に引き続き、本年度に達成された研究実績について以下に記す。(1)航空機内の温度・湿度が急激に変化した場合、結露等により検出器の信号強度が不安定になるケースが見られた。その対策として、検出器の温度をコントロールするとともに、パージガスとして乾燥空気を導入する機構を整備した。(2)蛍光セルの構造を改良し、セル壁面での反射・散乱に起因するバックグラウンド光を減少させてS/N比を向上させた。(3)測定器の消費電力を最小限に抑え、直流電源を小型化・軽量化した。(4)較正に用いるCO標準ガスを、世界的に信頼を得ているアメリカ海洋大気庁の標準ガスと比較し、両者が2%以内で一致することを示した。これら様々な改良を経て、航空機観測においてCO濃度を高速(1秒)・高精度(1%)で測定できる安定なシステムを完成させた。開発した装置を用いて西太平洋域で航空機観測を実施し、汚染物質の化学過程・輸送過程解明のための貴重なデータを得ることに成功した。

Flow seaborne sha-lu に お け る big 気 pollutants の chemical process, delivery process を quantitative に す る た め に は, aviation machine 観 measuring に よ り a acidification を carbon (CO) concentration and high precision, high time breakdown can measure で す る こ と が necessary で あ る. <s:1> れまで, vacuum ultraviolet resonance 蛍 light method を is carried out using a <s:1> た high-time decomposition energy CO detector <s:1> for を and って た た. こ の way は, chord line ラ ン プ と い う special light source か ら radiation さ れ る light を sample empty 気 し に exposure, CO か ら の resonance 蛍 light を 検 out す る こ と に よ り concentration を decided す る も の で あ る. This study aims to achieve high-precision and miniaturization of the で を and <e:1> <s:1> CO analyzers を, as well as the 々な improvement of を samples. In the 13th year of the Heisei era, に cited 続 続 す, and in the current year, に achieved された research achievements に に て て て て て て て て the following に records す. (1) の temperature, humidity of the air machine が nasty shock に variations change し た occasions, such as condensation に よ り 検 extractor の signal strength が unrest に な る ケ ー ス が see ら れ た. そ の policy と seaborne し て, 検 の temperature of extractor を コ ン ト ロ ー ル す る と と も に, パ ー ジ ガ ス と し て dry empty 気 を import す る institutions を servicing し た. (2) 蛍 light セ ル の structure improved を し, セ ル wall で の reflection, scattered に cause す る バ ッ ク グ ラ ウ ン ド light を reduce さ せ て S/N ratio を upward さ せ た. (3) The minimum limit of the <s:1> power consumption を of the detector is に or え, and the DC power supply is を miniaturized and 軽 quantified. (4) than are に used い る CO standard ガ ス を, world に letter 頼 を have て い る ア メ リ カ big ocean 気 庁 の standard ガ ス と compare し, struck が within 2% agree で す る こ と を shown し た. こ れ ら others 々 な improved を 経 て, aviation machine 観 measuring に お い て を CO concentration, high speed (1 second) high accuracy (1%), determination of で で き る settle な シ ス テ ム を complete さ せ た. Open 発 し を た device with い て in the western Pacific domain で aviation machine 観 を measurement be し, pollutants の chemical process, delivery process and interpret の た め の precious な デ ー タ を must る こ と に successful し た.

项目成果

Liley, J.B., N.Takegawa (他9名, 8番目): "Black carbon in aerosol during BIBLE-B"Journal of Geophysical Research. 107. doi 10, 1029 2001JD000845 (2002)

Liley, J.B., N.Takekawa（其他 9 人，第 8）：“BIBLE-B 期间气溶胶中的黑碳”地球物理研究杂志 107. doi 10, 1029 2001JD000845 (2002)

Takegawa, N.(他10名, 1番目): "Airborne vacuum ultraviolet resonance fluorescence instrument for in situ measurement of CO"Journal of Geophysical Research. 106. 24237-24244 (2001)

Takekawa, N.（其他 10 人，第 1）：“用于原位测量 CO 的机载真空紫外共振荧光仪”地球物理研究杂志 106. 24237-24244 (2001)。

Shirai, T., N.Takegawa (他12名, 11番目): "Emission estimates of selected volatile organic savanna burning in northern Australia"Journal of Geophysical Research. 108. doi 10, 1029 2001JD000841 (2003)

Shirai, T., N.Takekawa（第 11 次和其他 12 次）：“澳大利亚北部选定的挥发性有机稀树草原燃烧的排放估算”地球物理研究杂志 108. doi 10, 1029 2001JD000841 (2003)

Takegawa, N. (他10名): "Airborne vacuum ultraviolet resonance fluorescence instrument for in situ measurement of CO"Journal of Geophysical Research. 106. 24237-24244 (2001)

Takekawa, N.（和其他 10 人）：“用于原位测量 CO 的机载真空紫外共振荧光仪”地球物理研究杂志 106. 24237-24244 (2001)。

Koike, M., N. Takegawa (他10名): "Reactive nitrogen over the tropical Western Pacific : Influence from lightning and biomass burning during BIBLE-A"Journal of Geophysical Research. (in press).

Koike, M., N. Takekawa（其他 10 人）：“热带西太平洋上空的活性氮：BIBLE-A 期间闪电和生物质燃烧的影响”地球物理研究杂志（正在出版）。