Dresden 2011 – wissenschaftliches Programm

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UP: Fachverband Umweltphysik

UP 8: Measurement Techniques

UP 8.2: Vortrag

Donnerstag, 17. März 2011, 14:30–14:45, HSZ 204

Aufbau eines monostatischen open-path Laserhygrometers mit reflektiven Streutargets — Anne Seidel¹, Steven Wagner¹, •Bernhard Buchholz^1,2 und Volker Ebert^1,2 — ¹TU Darmstadt — ²PTB Braunschweig

Wegen des Klimaeffekts tauen die Permafrostböden auf Spitzbergen auf, wodurch Treibhausgase emittiert werden, was zu einem positiven Feedback führen kann. Zur Quantifizierung der Gasemission (später auch der räuml. Verteilung) sollen H₂O-Konzentrationsmessungen (später: CO₂ , CH₄) in der Boden-Luftgrenzschicht stattfinden. Für Anwendungen in schwer zugänglichen Regionen muss die Messtechnik transportabel, robust und leicht aufzubauen sein. Das System muss ohne aufwändige Justierung über Monate gute Ergebnisse liefern. Diese Anforderungen werden von dem vorgestellten Absorptionsspektrometer erfüllt. Es ist ein Aufbau mit gemeinsamer Sender- und Empfängerseite und separater Reflektorseite mit reflektierendem Streutarget. Mit Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) wird eine selbstkalibrierende in-situ-Messung der Wasserdampfkonzentration ermöglicht. Erste Messungen zeigen den großen Dynamikumfang des Spektrometers. Mit Absorptionsstrecken zwischen 150cm und 205cm können sowohl niedrige (200ppmv) als auch hohe Konzentrationen (13000ppmv) gemessen werden. Bei einer Zeitauflösung von Δ t= 0,19s wird eine Nachweisgrenze von bis zu 19 ppm · m erreicht. Das Spektrometer ist damit eine Alternative zu extraktiven und regelmässig zu kalibrierenden Messverfahren. Es vermeidet Extraktionsartefakte und reduziert Personal- und Kostenaufwand.