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六種痕量氣體同步高頻在線監測儀

簡要描述：痕量溫室氣體高頻在線監測儀采用可調諧紅外激光直接吸收光譜(TILDAS)技術，在中紅外波長段探測分子顯著的指紋躍遷頻率。采用像散型多光程吸收池技術——其光路可達76m甚至更長（210m），進一步提高了靈敏度。

  • 產品型號：AERODYNE
  • 廠商性質：生產廠家
  • 更新時間：2025-05-16
  • 訪  問  量：3455

詳細介紹

    N2O、NH3、CH4、O3作為非二氧化碳（CO2）的溫室氣體，大氣中CH4和N2O濃度遠小于CO2，但增溫潛勢分別是CO2的25倍和310倍，N2O參與大氣中光化學反應，破壞臭氧層。637998236539373684155.jpg大氣中溫室氣體體積分數的年變化量都非常小，CH4年變化量約為14×10-9，N2O年變化量約為0.8×10-9。因此，需要高靈敏度的氣體檢測方法來實現對大氣中溫室氣體的監測。

    氨氣（NH3）作為大氣中的堿性氣體，極易和大氣中的SO2和NOX反應形成二次無機氣溶膠，是很多城市大氣顆粒物，也就是霧霾的主要元兇之一.

    所以，同時監測大氣中NH3、O3、CO2、CH4、N2O、H2O濃度和渦度通量是生態系統痕量氣體通量變化、大氣污染物運移研究中的重要工具。

    Aerodyne痕量溫室氣體高頻在線監測儀可實現連續、高頻（10Hz）在線測量NH3、O3、CO2、CH4、N2O、H2O等六種痕量氣體，無干擾與化學反應的發生。指紋躍遷頻率光譜的穩定性保證測量的精度與很高的分辨率（ppt），可實現穩定的閉路渦度痕量溫室氣體通量數據的精確測量。

    測量原理

    痕量溫室氣體高頻在線監測儀采用可調諧紅外激光直接吸收光譜(TILDAS)技術，在中紅外波長段探測分子顯著的指紋躍遷頻率。采用像散型多光程吸收池技術——其光路可達76m甚至更長（210m），進一步提高了靈敏度。

    直接吸收光譜法，可以實現痕量氣體濃度的快速測量（<1s），而且不需要復雜的校準步驟。此外，采用TILDAS技術，可不受其他分子的干擾，能夠得到非常精準的檢測，檢測限達ppt級別，測量頻率可達10Hz。

    六種痕量氣體同步測量

    激光器L1測量：NH3、O3、CO2，激光器L2測量：CH4、N2O、H2O

    激光器L1光譜圖

2.png

 

    激光器L2光譜圖

 

    一天時間跨度六種痕量氣體同步測量數據曲線圖

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    二天時間跨度六種痕量氣體同步測量數據曲線圖

    10Hz高頻測量，

    該系統同步監測六種痕量溫室氣體所采用的激光譜線圖，采用雙激光配置，10Hz高頻數據采集

1.jpg

    左下角中間數據框第二行代表數據采集時間（0.1s）及采樣頻率10Hz

    檢測限達ppt級

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    六種痕量氣體實時檢測濃度觀測窗口。

    粘性氣體活性鈍化功能

1.jpg

    對于粘性氣體NH3的測量，AERODYNE具有針對性的前端進氣處理裝置，其上采用兩種方法降低NH3的管路吸附以及由于去除過濾器造成的檢測腔容易進入灰塵顆粒的問題和提高NH3通量測量的采樣時間，高頻率通量測量的數據損失降低：

    一、防吸附物質的添加，占據管路等的表面位置，使NH3不能粘附在表面上。

    二、活性鈍化系統，可以使粘性氣體NH3、HONO通量測量的時間更快，高頻率通量測量的損失量降到更低。

1.jpg

    如圖示在系統加入上述措施后粘性氣體HONO與非粘性氣體NO2同時測量狀態下，氣體濃度的采集時間是同步的。

    主機技術參數：

    測量精度:

    L1激光器（1046cm-1(1σ)）1s/100s：

    NH3:50ppt/15ppt；O3:400ppt/100ppt；CO2:0.25ppm/0.06ppm;

    L2激光器（1275cm-1(1σ)）1s/100s：

    N2O:80ppt/20ppt；CH4:400ppt/100ppt；H2O:10ppm/5ppm;

    測量量程：

    NH3:0-30ppmO3:0-30ppmCO2:0-30%

    N2O:0-30ppmCH4:0-200ppmH2O:0-30%

    響應時間：10Hz（1-10Hz可調）

    操作溫度：10-35℃空氣濕度：5%~95%

    采樣速率：0-20slpm

    數據輸出：RS232、USB和以太網

    外形尺寸：560mm×770mm×640mm(W×D×H)

    重量：75Kg

    電源要求：250-500W、120/240VAC、50/60Hz(不包含吸氣泵)

    產地：美國AERODYNE公司

    應用案例：

    1.泥炭地表層大氣中氨交換測量-基于QCL激光器的渦流協方差方法和推理建模

    Surface–atmosphereexchangeofammoniaoverpeatlandusingQCL-basededdy-covariancemeasurementsandinferentialmodeling

    UndineZöll,ChristianBrümmer,FrederikSchrader,ChristofAmmann,AndreasIbrom,ChristopheR.Flechard,DavidD.Nelson,MarkZahniser,andWernerL.Kutsch

    Atmos.Chem.Phys.,16,11283–11299,2016

    ww.atmos-chem-phys.ne/16/11283/2016/

    doi:10.5194/acp-16-11283-2016

    ©Author(s)2016.CCAttribution3.0License.

1.jpg

    對比實測和建模的日平均NH3通量（上面板所示）和累積NH3通量（下面板所示）基于測量過程中每半小時的數據。豎線表示階段II、III、IV的開始。

    2.集約放牧區排放：量化和緩解

    PaddockScaleNitrousOxideEmissionsfromIntensivelyGrazedPasture:QuantificationandMitigation

    Presentedby:

    AnneRoswithaWecking

    MasterofScience,LeibnizUniversityHanover,2021.

2.png

    不同時空尺度下土壤FN2O的驅動和過程。顏色區域（藍色到橙色）表示當前的了解水平?？驁D（編號1-4）顯示了測量土壤N2O交換常用的不同技術。2號框圖和3號框圖（粗體）區分了本論文使用的兩種測量方法（chambers/EC）。

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