AERODYNE 粘性气体监测系统

AERODYNE粘性气体监测系统

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，来探测分子最显著的指纹跃迁频率。采用像散型多光程吸收池技术（获得专利）——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。

1.1 HONO/NH3测量系统优势

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

- N2O,CO,CO2,H2O,CH4,C2H6

- 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，有着独特的优势：

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

                                 图示：活性钝化系统

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，并可通过独特采样系统实现自由切换