一. 產品簡介

ZYGHG201型溫室氣(qi)體監測(ce)系統采用先進的(de)光腔(qiang)衰蕩技術(CRDS)，利用自主知識產權的(de)光學(xue)測(ce)量(liang)結構(gou)及數據處理算法(fa)，測(ce)量(liang)光程(cheng)可達30km，滿足大氣(qi)痕量(liang)氣(qi)體的(de)監測(ce)要求，可實現CO2，CH4，H20的(de)連(lian)續(xu)在線監測(ce)。系統符合(he)世界氣(qi)象組(zu)織(zhi)(WMO)和(he)其(qi)他國際網(wang)絡，助力“碳達峰碳中和(he)”早日實現。

光腔(qiang)衰(shuai)蕩(dang)光譜(Cavity Ring Down Spectroscopy， CRDS) 技(ji)術的(de)(de)原理是：用(yong)兩片高反射率腔(qiang)鏡構成穩定(ding)的(de)(de)光學諧振(zhen)腔(qiang)，氣體(ti)樣品充入(ru)諧振(zhen)腔(qiang)內，當激光的(de)(de)模式(shi)和腔(qiang)的(de)(de)模式(shi)匹配，共振(zhen)信號達到(dao)一定(ding)強度時就切斷入(ru)射光，光在兩片高反鏡之間來回反射，每一次反射都(dou)會從出射鏡輸(shu)出一部分光，被探測(ce)器接收，采集(ji)到(dao)的(de)(de)光信號成 e 指(zhi)數衰(shuai)減。通過 e 指(zhi)數擬合光信號可以得到(dao)衰(shuai)蕩(dang)時間常數 τ ，Ring Down 曲(qu)線如圖(tu)所示：

 激光光腔衰蕩曲(qu)線(xian)

樣品的吸收系數與衰蕩時間常數的關系為：

上(shang)式(shi)中， α(ν)是樣品吸收系(xi)數(shu)(shu); ν 是激光(guang)(guang)(guang)頻(pin)率; c 是光(guang)(guang)(guang)速; τ(ν)為(wei)共振(zhen)腔裝(zhuang)有樣品時(shi)的(de)(de)衰(shuai)(shuai)蕩(dang)(dang)時(shi)間(jian)常數(shu)(shu); τ0 為(wei)空腔的(de)(de)衰(shuai)(shuai)蕩(dang)(dang)時(shi)間(jian)常數(shu)(shu)。 光(guang)(guang)(guang)腔衰(shuai)(shuai)蕩(dang)(dang)光(guang)(guang)(guang)譜記(ji)錄每個頻(pin)率點透射光(guang)(guang)(guang)隨時(shi)間(jian)的(de)(de)衰(shuai)(shuai)蕩(dang)(dang)關系(xi)， 擬合不同(tong)頻(pin)率處的(de)(de) Ring Down 曲線得到衰(shuai)(shuai)蕩(dang)(dang)時(shi)間(jian)常數(shu)(shu)，通過上(shang)式(shi)就(jiu)可以得到整條譜線的(de)(de)吸收系(xi)數(shu)(shu)。

1.1 高精度溫室氣體在線分析系統

1.1.1 高精度溫室氣體監測分析單元

1.1.2 氣體采樣模塊

(1)采(cai)(cai)樣(yang)(yang)頭設置在總管(guan)戶外的采(cai)(cai)樣(yang)(yang)氣體入(ru)口端，防止雨水和粗大的顆(ke)粒物(wu)落入(ru)總管(guan)，同(tong)時避免(mian)鳥類(lei)、小動物(wu)和大型昆蟲(chong)進(jin)入(ru)總管(guan)。采(cai)(cai)樣(yang)(yang)頭的設計應保證采(cai)(cai)樣(yang)(yang)氣流不受風向影響，穩定進(jin)入(ru)總管(guan)。

(2)采(cai)樣(yang)總管(guan)內的氣流(liu)應保持層流(liu)狀(zhuang)態，采(cai)樣(yang)氣體在總管(guan)內的滯(zhi)留時間應小于(yu)30s。

(3)采樣裝置的(de)制作材料應選用不(bu)(bu)與被監測污染(ran)物(wu)發生化學(xue)反(fan)應和不(bu)(bu)釋放有干擾(rao)物(wu)質(zhi)的(de)材料。

(4)監測(ce)(ce)儀器與支管接頭連(lian)接的管線應(ying)選用(yong)不與被(bei)監測(ce)(ce)污染物(wu)(wu)發生化學反應(ying)和不釋放(fang)有(you)干擾物(wu)(wu)質(zhi)的材(cai)料。

 (5)為防止灰塵落入監測(ce)分析(xi)儀(yi)器，應在監測(ce)儀(yi)器的(de)采樣入口(kou)與支管氣路(lu)的(de)結合部之間(jian)，安裝過濾膜。

(6)在監(jian)測儀器管(guan)線與支管(guan)接頭(tou)連接時，為(wei)防(fang)止結(jie)露(lu)水流和(he)管(guan)壁(bi)氣流波動的(de)影響，應將管(guan)線與支管(guan)連接端伸向總管(guan)接近中心(或1/2)的(de)位置，然后再(zai)做固(gu)定。

(7)應安裝在合適的(de)支撐體上(如一定高度的(de)采樣塔)。

(8)應(ying)(ying)置(zhi)干保護(hu)(hu)槽(cao)(管(guan))內(nei)，并妥善固(gu)定保護(hu)(hu)槽(cao)(管(guan)可(ke)架空(kong)或(huo)通過地(di)下管(guan)道引(yin)入(ru)測(ce)量室，空(kong)保護(hu)(hu)槽(cao)(管(guan))高度應(ying)(ying)視當地(di)實際地(di)形設(she)置(zhi)地(di)下管(guan)深度宜(yi)在(zai)0.5～0.8m，地(di)下管(guan)道內(nei)應(ying)(ying)設(she)采樣管(guan)線(xian)的保護(hu)(hu)槽(cao)管(guan))。

(9)在(zai)采(cai)樣(yang)管進氣(qi)口(kou)的(de)相同高度處應(ying)安(an)裝(zhuang)至少一根備(bei)用采(cai)樣(yang)管;備(bei)用采(cai)樣(yang)管在(zai)不(bu)使(shi)用期間應(ying)對其(qi)兩個端口(kou)進行(xing)密封處理。 

(10)當有多根空氣采樣管線時(shi)，管線走(zou)向應一致(zhi)，保持平(ping)行整齊和美(mei)觀并在適當位置進(jin)行固定。

(11)盡可能采用一(yi)根完整的采樣管，如需(xu)要延長連(lian)接(jie)時，在接(jie)頭(tou)處應(ying)(ying)連(lian)接(jie)緊(jin)密，接(jie)頭(tou)處應(ying)(ying)便于日后的檢查和更換(huan)。

(12)采樣管進氣口處(chu)應安(an)裝顆粒物過濾裝置(zhi)，并做好防(fang)塵、防(fang)水、防(fang)蟲和防(fang)腐等處(chu)理。

(13)空氣(qi)從采樣管進(jin)氣(qi)口到進(jin)入分析設備(bei)的滯留時間(jian)應小于(yu)5min。

1.1.3 超低溫全自動冷阱

1.1.4 標準氣體

CO2、CH4二要素標(biao)氣，全(quan)進口29.5L鋼瓶，具惰(duo)性涂(tu)層雙級減壓閥(fa)，中(zhong)國氣象局探測中(zhong)心標(biao)氣，可溯源至世界氣象組織WMO認證;

1.2 數采儀

1.3 分析軟件

二、 產品特點及優勢

國內自主研發(fa)生產(chan)，質(zhi)量有保證，良(liang)好的售后服務能力(li)，響(xiang)應速度快;

操作科學簡易、高度(du)自動化、高度(du)穩定性、維(wei)護(hu)量小，適(shi)合各監測(ce)站點長期在(zai)線無(wu)人值守運(yun)行;

靈活(huo)應(ying)對不同(tong)用(yong)戶針對溫室氣(qi)體觀測的實際需求，滿足各(ge)項觀測要求;

安裝方(fang)便，集成(cheng)一體化程度高，標準 19 英(ying)寸機(ji)柜(ju)集成(cheng);

可(ke)(ke)參(can)照中國國家級大氣本底站建設(she)方案，開展 WMO/GAW 流程的觀測(ce)，使本系統達到(dao)國內領先，監測(ce)數據國際可(ke)(ke)比、認可(ke)(ke)，滿足 國際交流需要;

完全(quan)滿足(zu)《碳監測評估(gu)試點工作方(fang)案》中的技術要求。