详细介绍
一、AERODYNE粘性气体监测系统测量原理及优势
AERODYNE粘性气体监测系统使用可调谐红外激光直接吸收光谱(TILDAS),在中红外波长段,来探测分子显著的指纹跃迁频率。采用像散型多光程吸收池技术——其光路可达76m甚至更长,进一步提高了灵敏度。直接吸收光谱法,可以实现痕量气体浓度的快速测量(<1s),而且不需要复杂的校准步骤。此外,采用TILDAS技术,可不受其他分子的干扰,能够得到非常精准的检测。
采用像散型多程吸收池,实现激光可控通道数大于200个,有效测量光程高达400m,有效提高气体分子的测量精度。
双激光配置,可同时测量多气体分子组合,满足各种实验测量需求。如NO,N2O,NO2,NH3,HONO,HNO3,CO,CH4,C2H4,HCHO,CHOOH,SO2,COS,O3,HOOH等。根据不同的监测环境和要求,可选择增强的灵敏度或增强的时间响应。
如下为测量组合模式:
- HONO,HNO3,H2O
- CH4,13CH4,CH3D
- N2O,15N14N16O,14N15N16,14N14N18O
- CO2,13C-CO2,17O-CO2,18O-CO2
- CH4,C2H6,C3H8
- HCN,HCL
- NO,NO2,H2O
- NH3, CO2,O3, N2O,CO,H2O
1.2 对于粘性气体分子(HONO/NH3等)测量优势
氮排放是环境变化的主要驱动力。氮氧化物是光化学烟雾反应的起始反应物,是环境污染的主要物质。但是,由于一些含N气体,如NH3和HONO等,化学性质活跃,粘性非常大,易于附着在器壁或固体颗粒上,且其易于在气相和颗粒相之间相互转化,这些特性造成了其测量的困难性。许多重要研究机构,都发表了关于NH3等粘性含氮气体分子测量的难度。
l NH3粘附在器壁表面,稍后才会被释放,甚至不被释放。器壁表面的颗粒物会释放NH3,NH3会吸附在颗粒物上。因此,我们在测量NH3等粘性分子时,具有非常大的挑战性,需要非常特别的设计:取样材质、流速设置、水汽处理、颗粒物处理等等。
l HONO作为跟NH3相似化学性质的粘性气体分子,在光解氧化和空气污染方面扮演者重要角色。HONO是OH自由基的强力光解源,涉及土壤和大气多圈层间的相互作用,具有很强的学科交叉特点,开启了全球氮循环研究的新视野
AERODYNE在诸如NH3、HONO等粘性分子测量方面,有着的优势:
l 测量精度为ppt级
l 活性钝化系统(Aerodyne Active Passivation system),提高粘性分子的响应时间,且对高频10HZ测量有着很小的损失量(如右图)
l 惰性颗粒分离装置(Aerodyne Inertial Inlet),有效减小颗粒对粘性分子的影响,保证进样口及内部镜片的整洁
l 特殊渗透管路(permeation tube),减小管路壁的黏着,并有效减小管路中的水凝结及压力
l 针对全自动动态箱测量,采用特殊telflon材料,具备critical orifice装置,多通路同时进气,并采取气压式控制方式,降低能耗。
l 采用全新中红外光谱范围,可以测量更多分子,并保证精度,如NH3、O3和CO2;HONO、N2O可在一个激光下测得,如果采用双激光,可测量更多的气体分子。
l 与普通气体分子具备一致的快速响应时间(10HZ)
l 适配于涡度协方差测量和全自动箱自动测量,并可通过采样系统实现自由切换
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