Máy phân tích khí nhà kính UoW FTIR

Giới thiệu công cụ:

Máy phân tích khí nhà kính trực tuyến UoW FTIR được phát triển bởi Đại học Wollongong ở Úc, được sản xuất bởi Ecotech và cung cấp phân phối trên toàn thế giới và dịch vụ hậu mãi theo tiêu chuẩn ISO9001. Máy phân tích trực tuyến UoW FTIR loại khí nhà kính áp dụng công nghệ phân tích quang phổ biến đổi hồng ngoại Fourier (FTIR) đa ánh sáng và các thành phần phát hiện hồng ngoại hiệu suất cao, kết hợp với hệ thống phần mềm điều khiển hoàn hảo, có thể hoạt động hoàn toàn tự động, trực tuyến liên tục đo nồng độ của nhiều thành phần khí nhà kính trong khí quyển xung quanh (hoặc các loại khí hỗn hợp khác) và tỷ lệ đồng vị ổn định của chúng, chi phí vận hành thấp và phù hợp để quan sát liên tục lâu dài. Cũng có thể theo nhu cầu của người dùng, thay đổi cấu hình tương ứng, đo các loại khí vết khác.
Kể từ khi máy phân tích khí nhà kính trực tuyến UoW FTIR đầu tiên được đưa vào ứng dụng quan sát thực địa, trong hơn 10 năm, một số người dùng trên toàn thế giới đã sử dụng thiết bị này để quan sát khí nhà kính trong khí quyển môi trường và khí quyển vùng đáy và phát triển các chức năng đo lường khác ngoài khí nhà kính. Những người dùng này bao gồm: Cơ quan Khí tượng Trung Quốc (CMA), Trạm Trung tâm Giám sát Môi trường Đại Liên, Tổ chức Khoa học và Công nghệ Hạt nhân Úc (ANSTO), Đại học Wollongong ở Úc, Tổ chức Khoa học và Công nghiệp Tài sản Công cộng (CSIRO), Tổ chức Khoa học và Công nghệ (ANSTO), Viện Nước và Khí quyển Quốc gia (NIWA) ở New Zealand, Đại học Heidelberg ở Đức, Đại học Bremen, Hiệp hội Max Planck (MPG), Hàn Quốc Viện Tiêu chuẩn Hàn Quốc (Korean Standards Institute)
Giới thiệu nền:
Khí nhà kính là một số khí vi lượng trong khí quyển có hoạt tính bức xạ hồng ngoại, bao gồm carbon dioxide, metan, nitơ oxit, freon, hơi nước và hơn 30 loại (lớp). Khí nhà kính đối với bức xạ sóng ngắn của mặt trời trong suốt, nhưng đối với bức xạ sóng dài (hồng ngoại) của mặt trời và bề mặt trái đất có tác dụng hấp thụ rõ ràng, do đó, tác dụng tăng nhiệt của khí nhà kính đối với khí quyển trái đất là rất rõ ràng. Biến đổi khí hậu toàn cầu sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống của con người, chẳng hạn như biến đổi khí hậu bất thường, mực nước biển dâng cao, sông băng rút lui, băng tan, đa dạng sinh học và phân bố thay đổi đáng kể, v.v.

Tính năng dụng cụ:

* Đồng thời đo nồng độ của nhiều loại khí nhà kính trực tuyến và tỷ lệ đồng vị ổn định của chúng, được áp dụng rộng rãi và đa dạng;

* Xác định đồng thời nồng độ khí quyển của CO2, CO, CH4, N2O và δ13C trong CO2;

* Có thể lấy mẫu liên tục trong một hoặc nhiều cách để đo nồng độ nhiều loại khí nhà kính và tỷ lệ đồng vị ổn định của chúng;

* Lấy mẫu ở các độ cao khác nhau của tháp khảo sát để thực hiện các phép đo dọc của khí nhà kính (bao gồm δ13C trong CO2);

* Có thể theo dõi liên tục trên xe;

* Kết nối các hộp tĩnh để đo lưu lượng khí nhà kính trong đất;

* Hàng loạt đo mẫu không khí trong chai lấy mẫu hoặc túi lấy mẫu trong phòng thí nghiệm;

* Đo lường truyền tiêu chuẩn: Trong phòng thí nghiệm, mối quan hệ giá trị đại lượng của khí tiêu chuẩn cấp cao được truyền đến khí tiêu chuẩn cấp thấp hơn bằng cách đo lường;

* Đo lường định lượng phổ hồng ngoại với độ ổn định đo lường tốt và độ chính xác đo lường;

Sử dụng nhiều loại khí nhà kính trongSự hấp thụ mạnh mẽ của dải hồng ngoại, hàm lượng khí quyển của nó được tính toán bằng cách phù hợp với dữ liệu quang phổ, độ chính xác của phép đo có thể đạt 1-5% mà không cần bất kỳ hiệu chuẩn khí hiệu chuẩn nào. Khi được hiệu chuẩn bằng khí hiệu chuẩn cấp cao (NIST, CMDL, GASLAB, v.v.), độ chính xác và độ chính xác của phép đo CO2, CO, CH4, N2O có thể đạt được đầy đủ hoặc thậm chí vượt quá các yêu cầu chất lượng dữ liệu được công bố bởi Chương trình Quan sát Khí quyển Toàn cầu của Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO-GAW).

Dữ liệu quan sát so sánh cho thấy trong trường hợp sử dụng khí hiệu chuẩn cùng cấp, kết quả đo của máy phân tích khí nhà kính loại UoW FTIR có độ tương thích tuyến tính cao với các phương pháp khác và kết quả đo có thể so sánh tốt.

* Hoạt động hoàn toàn tự động, có thể được điều khiển từ xa, chi phí bảo trì thấp và tiêu thụ ít hơn;

* Một dụng cụ đo đồng thời nhiều nồng độ khí nhà kính và tỷ lệ đồng vị ổn định của chúng, chi phí vận hành toàn diện thấp;

* Không cần nitơ lỏng hoặc hút ẩm làm mát sâu;

* Ngẫu nhiên mang máy sấy khí lấy mẫu và cổng đa mẫu;

* Hoạt động hoàn toàn tự động và có thể được điều khiển từ xa thông qua mạng;

Thành phần dụng cụ:

* Hệ thống lấy mẫu để hoàn thành quá trình xử lý mẫu, lựa chọn cổng lấy mẫu, làm trống và làm sạch khoang đo;

* Máy quang phổ FTIR, ghi lại phổ hồng ngoại của mẫu khí;

* Hệ thống xử lý phân tích quang phổ, hoàn thành tính toán định lượng của phổ đo và hiển thị kết quả trong thời gian thực;

* Hệ thống ghi âm để ghi lại kết quả đo lường, thông số dụng cụ, v.v., và tạo thành một tệp văn bản có thể đọc được.

Hệ thống phần cứng dụng cụ:

* Khung máy: Kiểm soát nhiệt độ không đổi để cải thiện độ ổn định của phép đo;

* Hệ thống lấy mẫu có 4 đường ống dẫn mẫu, có thể sử dụng màng lọc Nafion và Mg (CLO4) để làm khô khí mẫu;

* Lưu lượng của khoang đo vào/ra được điều khiển bằng máy tính, van điện từ, bơm chân không, cũng như đo áp suất, nhiệt độ và lưu lượng, v.v.

* Hệ thống lấy mẫu cũng có thể cung cấp giao diện điều khiển chuyển đổi sự kiện bên ngoài 12 chiều, có thể điều khiển tối đa 12 cách làm việc van điện từ cùng một lúc; Giao diện đầu vào tín hiệu analog/kỹ thuật số bên ngoài 8 kênh có thể được cung cấp để thu thập thông tin phụ trợ như lưu lượng, áp suất không khí, nhiệt độ, v.v.

* Độ phân giải quang phổ FTIR: 0,5 hoặc 1 cm-1. Được trang bị nguồn sáng Bruker IR và máy dò MCT (Cadmium Telluride Mercury) được làm mát bằng điện tử (dải tần số 1800-5000cm-1), chiều dài phạm vi của khoang đo khí đa ánh sáng là 24m và thể tích là 3,5L;

* Máy tính được điều khiển hoàn toàn tự động, đo lường, hiển thị và ghi lại kết quả quan sát trong thời gian thực, không cần sự can thiệp của con người trong quá trình hoạt động bình thường;

* Môi trường và điều kiện hoạt động bên ngoài:

* Môi trường làm việc: 10-30 ℃,<90% RH;

* Nguồn cung cấp: 220VAC, 50Hz, 500VA;

* Cung cấp khí: Nitơ có độ tinh khiết cao (N2) (0,2L phút-1, 2m3 tuần-1) và khí tiêu chuẩn để làm sạch.

Mô tả phần mềm:
Phần mềm được viết dựa trên ngôn ngữ tiêu chuẩn công nghiệp (Visual Basic). Chương trình phần mềm điều khiển các chu kỳ thí nghiệm riêng lẻ, mỗi chu kỳ bao gồm quét, lấy mẫu, đo phổ, phân tích phổ, hiển thị kết quả quan sát và tạo tệp ghi. Chương trình chu kỳ có thể được sửa đổi một cách nhân tạo và xác định chuỗi đo lặp đi lặp lại liên tục, và điều khiển từ xa cũng có thể được thực hiện thông qua kết nối điều khiển máy tính để bàn từ xa của Windows. Các chức năng chính của phần mềm như sau:

* Kiểm soát công việc của hệ thống lấy mẫu, bao gồm kiểm soát việc làm trống khoang đo, thổi, chuyển đổi đường ống nạp, đo và ghi lại áp suất, nhiệt độ và lưu lượng, v.v.

* Máy quang phổ điều khiển thu thập dữ liệu quang phổ;

* Dữ liệu quang phổ phân tích định lượng trực tuyến;

* Hiển thị kết quả đo trong thời gian thực;

* Tạo các tập tin hồ sơ quan sát (định dạng csv);

* Thực hiện hoạt động liên tục 24hr theo chu kỳ đo đã đặt;

* Hoạt động bảo trì định kỳ (đo phổ nền và tham chiếu khí hoặc phổ khí tiêu chuẩn);

* Điều khiển từ xa thông qua mạng.

Chỉ số kỹ thuật:

* Các loài đo

* Nồng độ khí quyển của CO2, CO, CH4, N2O;

δ13C trong CO2;

Độ phân giải thời gian:

Đối với tất cả các loài, 1-60 phút (độ chính xác đo và độ phân giải thời gian là giảm dần lẫn nhau)

Thông tin thêm
>Khí nhà kính

Khí nhà kính là một số khí vi lượng trong khí quyển có hoạt tính bức xạ hồng ngoại, bao gồm carbon dioxide, metan, nitơ oxit, freon, hơi nước và hơn 30 loại (lớp). Khí nhà kính đối với bức xạ sóng ngắn của mặt trời trong suốt, nhưng đối với bức xạ sóng dài (hồng ngoại) của mặt trời và bề mặt trái đất có tác dụng hấp thụ rõ ràng, do đó, tác dụng tăng nhiệt của khí nhà kính đối với khí quyển trái đất là rất rõ ràng. Nếu không có khí nhà kính, nhiệt độ khí quyển trung bình toàn cầu sẽ giảm từ 15 ° C hiện tại xuống âm 19 ° C.

Kể từ cuộc cách mạng công nghiệp thế kỷ 19, con người đã thải ra một lượng lớn khí nhà kính vào khí quyển. Đến năm 2005, nồng độ carbon dioxide, metan và nitơ oxit trong khí quyển toàn cầu đã tăng từ 280 ppm, 715 ppm, 270 ppb lên 379 ppm, 1774 ppb và 319 ppb trong giai đoạn đầu của cuộc cách mạng công nghiệp, với nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng 0,74 ° C trong cùng thời gian. Nếu khí nhà kính duy trì tốc độ tăng trưởng hiện tại, nhiệt độ trung bình toàn cầu sẽ tăng 1,1-6,4 ° C vào cuối thế kỷ này. Biến đổi khí hậu toàn cầu sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống của con người, chẳng hạn như biến đổi khí hậu bất thường, mực nước biển dâng cao, sông băng rút lui, băng tan, đa dạng sinh học và phân bố thay đổi đáng kể, v.v. Để nhân loại tránh được mối đe dọa của sự nóng lên của khí hậu và ngăn chặn sự suy thoái hơn nữa của môi trường sống của con người, cần phải tiến hành giám sát, nghiên cứu lâu dài có hệ thống về nồng độ và sự thay đổi của các khí nhà kính chủ yếu trong khí quyển để toàn nhân loại có hành động chung nhằm giảm phát thải khí nhà kính.

MALT 5 – Phần mềm phân tích quang phổ:
MALT5 là một phần mềm mô phỏng và phù hợp với phổ hồng ngoại, đặc biệt là để biến đổi quang phổ hồng ngoại Fourier thời tiết. Có hai mô hình:

* Chế độ tương tự: MALT tính toán phổ truyền, hấp thụ và phát xạ của hỗn hợp khí kết hợp với tuyến tính (ILS) của dụng cụ đo. Mẫu có thể chứa nhiều hơn một lớp hấp thụ, trong khi các lớp hấp thụ khác nhau có thành phần, nhiệt độ và áp suất khác nhau.

* Chế độ phù hợp: Kết quả tính toán phổ phù hợp được thu được bằng cách lặp đi lặp lại liên tục sao cho chênh lệch trung bình giữa phổ đo và phổ tính toán là tối thiểu.

Mô tả tính toán:
Tính toán phổ thường dựa trên cơ sở dữ liệu tham số tuyến tính HITRAN; HITRAN cung cấp một loạt các thông tin về vị trí đường quang phổ, cường độ đỉnh, chiều rộng đỉnh, chuyển đổi áp suất và nhiệt độ (có thể tham khảo www.hitran.com). MALT tính toán hệ số hấp thụ thực, bao gồm hệ số hấp thụ phân tử ở nhiệt độ và áp suất mong muốn từ cơ sở dữ liệu trên; Phổ thu được sau đó được đo bằng mô phỏng hệ số hấp thụ. Đối với khí, phổ tham chiếu định lượng có thể được sử dụng để tính toán hệ số hấp thụ do thiếu dữ liệu tham số tuyến tính và độ phân giải cao hơn so với độ phân giải dựa trên phổ mẫu.