气溶胶消光光谱仪道理与样机
科研仪器首要考量正确度，即测试究竟“准禁绝”的问题，而工业化应用并纷歧定要求稀奇高的正确度，而是更倾向对于不乱性的要求。气溶胶消光光谱仪的研发是“两条腿走路”，只是要卖给企业的话，不乱性等方面的起劲还得持续。
人们在平常生活中常见的云、雾、烟甚至雾霾等大气现象其实在科学家的眼里还有其余叫法——气溶胶。所谓气溶胶，实则是由固体或液体小质点涣散并悬浮在气体介质中形成的胶体涣散系统，又被称为气体涣散系统。
“平日而言，就是指大气中的颗粒物，好比在空气质量评估中提到的PM2.5。”中国科学院安徽光学周详机械研究所助理研究员徐学哲在接管《中国科学报》采访时透露。
近日，中国科学院合肥物质科学研究院研究员赵卫雄、张为俊及其团队负责的科研专项“气溶胶消光光谱仪研制”项目经由验收，仪器的成功研发被认为不光在买卖观测和科研上发生主要的社会效益，同时也会进一步鞭策景象观测仪器的国产化并发生较大的经济效益。徐学哲就是项目团队的主要成员之一。
分歧于市面上的“通俗”光谱仪
气溶胶消光光谱仪是什么？因何发生主要的社会效益和经济效益？项目负责人赵卫雄介绍道，该仪器是一台基于宽带腔增加接收光谱手艺的气溶胶消光光谱仪，实现消光光谱的实时、原位测量，并对测量手艺和方式进行研究，竖立了实验室标校方式，完成项目既定研究内容。在项目验收中，仪器手艺指标达到项目预期审核要求，仪器活络度和探测精度优于项目设定方针。
气溶胶消光光谱仪是一个一连运行的光谱观测设备。据介绍，在手艺的成长方面，其具有可扩展性，经由多组高反射率透镜的联用，可获得整个紫外—可见波段的消光光谱。
“消光”是这一仪器的主要手艺特点。所谓“消光”，徐学哲敷陈《中国科学报》，“就是指大气中的颗粒物反射和接收太阳光的特征。”他透露，颗粒物消光的巨细直接影响大气能见度，同时反映了空气质量。
“通俗而言，消光光谱仪就是评估反映大气颗粒物消光能力的仪器。”徐学哲增补道，“我们用这台机械测试颗粒物的消光特征，从而评估颗粒物对大气能见度、空气质量以及天气效应的影响。在天气评估中，气溶胶的光学特征是一个非常主要的参数。”
当前国表里市场上的光谱仪手艺已经相当成熟，与平日意义上的光谱仪比拟，气溶胶光谱仪实际上存在很大的分歧。徐学哲敷陈《中国科学报》，“气溶胶消光光谱仪是由光源、光学谐振腔和光谱仪三个部门构成。能够说，气溶胶消光光谱仪和市场上的光谱仪不是一个概念。”
徐学哲透露，“市场上的光谱仪首要是测量分歧波优点的光强，我们的这台仪器首要测量气溶胶的相关光谱特征。”
朝着小型化、智能化成长
研究表明，灰霾时代吸湿增进对大气能见度降低的进献可达到60%，跨越颗粒物自己的消光感化，气溶胶消光光谱仪项目首次将消光光谱仪运用于气溶胶吸湿增进研究中。
经由采用宽带腔增加光谱测量手艺，气溶胶消光光谱仪有效解决了现有单波长仪器测量时气体接收对消光系数测量的影响问题。
徐学哲介绍，气溶胶消光光谱仪使用的是发光二极管，比拟传统激光器，具有价钱低、寿命长、不乱性好、维护轻易等优势。
徐学哲敷陈《中国科学报》，气溶胶消光光谱仪对PM2.5等情况的监测和防治具有积极意义。2014年至2015年，项目团队将研制样机成功应用于APEC空气质量保障暨中科院“先导2014”京津冀区域灰霾综合外场实验；2016年至2017年，该仪器在安徽省寿县国度天气观象台实现了10个月的准买卖化一连观测，机能精巧。
今朝，项目团队已将该仪器与研制的其他同类设备在长三角区域（合肥）和珠三角区域（广州）进行外场综合观测。
接下来，气溶胶消光光谱仪将向小型化、智能化的偏向成长。徐学哲介绍道，小型化更利于仪器的外场工作，而智能化则是仪器一个更主要的偏向。
“按照科学研究的要求，在数据校准、数据处理，以及数据质量的监控方面做一些智能化处理，准时将仪器需要的参数输入设备，准时校准，准时反馈，将大大削减与仪器的工资交互。”徐学哲说。
当问及什么时候可以看到气溶胶消光光谱仪智能化研究的功效时，徐学哲透露，智能化样机也许在一两年能够跟人人晤面。
推进相关仪器的国产化历程
谈到气溶胶消光光谱仪的市场前景，徐学哲向《中国科学报》表达了他“看好”的立场。他透露已经“有订单”了，不外今朝的合作单元单子多为高校及科研院所，以研究为主，还没有达到“工业级”的应用。
徐学哲敷陈记者，科研仪器首要考量正确度，即测试究竟“准禁绝”的问题，而工业化应用并纷歧定要求稀奇高的正确度，而是更倾向对于不乱性的要求。不外，他坦言，气溶胶消光光谱仪的研发是“两条腿走路”，只是要卖给企业的话，不乱性等方面的起劲还得持续。
徐学哲敷陈《中国科学报》，其实，项目刚起头的时候，团队成员并没有首先考虑转化的问题。
与“市场化水平”比拟，徐学哲更引认为豪的是仪器的研发“多大水平上让我们国度拥有属于本身的设备”。
“一起头只是专注实验室根蒂研究，其时和景象局合作，简洁的设法就是成长我们国度能够自行测量的气溶胶设备。”徐学哲透露，“项目从开展到如今已经有10年的时间了，已经完成了3代，经由了4年的改善，这是一个对照长的过程。”
徐学哲认为今朝气溶胶消光光谱仪“不说国际领先，也已经达到了国际水平”。他透露，如今首要做一些推广，“我们如今需要更多用户的反馈，看看市场需要什么，然后做出一些响应的调整”。
当前，我国相关高端仪器的总体手艺水平仍然与国外进步水平有必然差距。“需要这些仪器的机构经常只能经由进口购置，价钱昂贵，涉及到工程师的后期维护也老是显现问题。”徐学哲说。
某种水平上，气溶胶消光光谱仪的研发将会进一步鞭策景象观测仪器的国产化历程。
徐学哲同时进展国度适本地加大对自立研制仪器的支撑，“稀奇是在购置方面”。
（原载于《中国科学报》 2019-03-21 第8版 装备制造)
