便携式烟气压力碳排量检测装置设计(3)
温室效应同样对人类生活造成了许多的潜在影响。除了经济方面的影响之外，农业方面，实验证明在CO2高浓度的环境下，植物会生长得更快速和高大。但是，全球变暖的结果可会影响大气环流，继而改变全球的雨量分布与及各大洲表面土壤的含水量，在一定程度上降低了农作物的生产率。海洋方面，沿岸沼泽地区消失肯定会令鱼类，尤其是贝壳类的数量减少。河口水质变咸可会减少淡水鱼的品种数目，相反该地区海洋鱼类的品种也可能相对增多。水循环方面，全球降雨量可能会增加。但是，地区性降雨量的改变则仍未知道。某些地区可有更多雨量，但有些地区的雨量可能会减少。此外 ，温度的提高会增加水份的蒸发，这对地面上水源的运用带来压力。如果全球气温按照现在的速度上升，到2050年全球温度将上升2－4℃，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中包括几个著名的国际大城市：纽约，上海，东京和悉尼。
此外，还有研究表明，高温环境容易创造男宝宝，低温环境容易创造女宝宝。在全球温度日益增高的温室效应下，男宝宝出生的机率会越来越高，可能会造成男女比例的失衡。
1．2 研究现状与发展趋势
1．3 国内外研究成果及方法
随着电子技术、单片机技术的发展和光电探测器件性能的提高，单光束结构在红外光二氧化碳分析中已经展现了较好的应用前景。从光学结构上看，单光束结构是单光源、单气室、单探测器件，无光束调制元件。因此，它的主要特点是无活动部件，耐振，可靠性高，结构简单。1995年，北京航空航天大学张广军等人归纳了实现二氧化碳红外测量的具体方法和结构，其中包括时间双光束测量方法和空间双光束测量方法。时间双光束法有光学结构简单，测量精度高，成本低等优点，所以在民用场合得到广泛应用；空间双光束法有无活动部件这一主要优点，工作可靠，所以适合某些特殊条件下使用。
1996年，张广军等人归纳了实现二氧化碳红外测量的具体方法和结构，基于朗伯-比尔定律，采用光源稳流、单片机温度补偿及选用高性能红外探测器等技术，设计了单光束红外光二氧化碳分析仪。单光束红外光二氧化碳分析仪的研制对推动红外光气体分析技术的发展具有重要作用，与目前国内现有红外光二氧化碳分析仪相比，该分析仪在体积、重量、功耗、零漂及可靠性等方面均具有明显优势[12]。
对于红外光二氧化碳分析仪，不论是采用时间双光束结构还是采用空间双光束结构。其目的都是为了实现测量光束与参考光束的参比处理，以消除红外光源辐射功率及红外探测器响 应度温度漂移等因素的影响，提高测量精度。对于单光束结构，它只有测量光束。不能实现参比处理。所以该测量仪采用了高性能红外光源反馈稳流电路。该电路提供一恒定的光源电流，稳定红外光源的输出功率；选用了高性能薄膜温差电堆红外探测器件；采用了单片机温度补偿技术。一般红外光二氧化碳分析仪的测量过程通常需在恒定的环境温度下工作。环境温度发生变化将直接影响红外光源的辐射强度和红外探测器件的响应度，同时还将影响测量气室连续流动的气样密度发生变化。因此，为了克服环境温度对红外光二氧化碳分析仪测量结果的影响，该分析仪在光学探头内放置一热敏电阻温度传感器，以探测光学探头的内部温度，并由单片机系统依光学探头的内部温度对测量结果进行环境温度漂移的实时综合补偿和修正。
接下来的几年中，气体传感器的设计成为热门话题，传感器的大小在一定程度上决定了装置的便携性。当前使用的二氧化碳气体传感器[12]主要有固体电解质式、钛酸钡复合氧化物电容式、电导变化型厚膜式等,这些传感器存在许多不足之处：对气体的选择性差、易出现误报，而且，系统需要频繁校准，此外，使用寿命也较短。所以，具有测量范围宽、灵敏度高、响应时间快、选择性好、抗干扰能力强等特点的红外吸收型二氧化碳气体传感器得到了较大的青睐[13]。红外吸收型二氧化碳气体传感器是基于气体的吸收光谱随物质的不同而存在差异的原理制成的。不同气体分子化学结构不同，对不同波长的红外辐射的吸收程度就不同，因此，不同波长的红外辐射依次照射到样品物质时，某些波长的辐射能被样品物质选择吸收而变弱，产生红外吸收光谱，故当知道某种物质的红外吸收光谱时，便能从中获得该物质在红外区的吸收峰。同一种物质不同浓度时，在同一吸收峰位置有不同的吸收强度，吸收强度与浓度成正比关系。既不同气体分子化学结构不同，对应于不同的吸收光谱，而每种气体在其光谱中，对特定波长的光有较强的吸收。通过检测气体对光的波长和强度的影响，便可以确定气体的浓度。
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