遙感傅里葉變換紅外光譜技術是近年來迅速發(fā)展起來的一門綜合性探測技術。包括主動式和被動式兩種方式。
被動式遙測FTIR技術通過測量待測氣體云與背景之間的溫度差來識別氣體。被動式遙測FTIR具有在缺乏背景信息的情況下,對準任意方向收集數(shù)據(jù)的能力,可同時測量多種污染物,無需進行樣品預處理,在很大程度上降低了污染儀器的可能性。廣泛應用于大氣污染物的測量、有毒氣體的識別、飛行器尾氣測量、火山噴發(fā)物的測量及各種物體燃燒溫度和燃燒產(chǎn)物的測量等領域。
通過對樣品氣體紅外輻射信號的測量,可以得到樣品氣體的光譜輻射通量密度、光譜輻射強度、光譜輻射亮度及光譜輻射照度等信息,同時還可以反演出樣品氣體的溫度、濃度等信息。由于儀器本身產(chǎn)生熱量,對輻射信號具有一定的響應,所以在定量測量中離不開對儀器響應函數(shù)的測量,以消除儀器本身熱輻射的影響。
被動FTIR遙測是基于對大氣中氣體污染物的紅外輻射譜和背景譜進行探測而不需另外的人工紅外光源。在對熱煙羽中污染氣體進行遙感監(jiān)測時,不僅可以實時定性和定量遙測污染氣體,還可對其某些物理參數(shù),如溫度、光譜輻射能量分布、不透明度和燃燒效率等參數(shù)進行遙測。
雖然被動式遙測的靈敏度與探測精度與主動式探測相比有一定的差距。但在對熱煙羽的探測中,由于相對高溫煙羽的強紅外輻射以及有選擇天空背景的低輻射,遙測的輻射光譜具有較高的信噪比,非常適合于作定性定量分析,并且工業(yè)煙囪的污染物排放一般相對的穩(wěn)定,有利于延長測量時間增加光譜平均次數(shù),進一步提高其信噪比。待測污染物的濃度反演是基于對測暈到的天空背景輻射光譜和污染氣體輻射光譜的數(shù)據(jù)分析,通過FTIR被動遙測得到測量區(qū)域內(nèi)氣體的透過率光譜;然后將實測光譜與用HITRAN數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)通過計算得到的光譜進行擬合得到待測氣體的濃度信息。