Analyseur de gaz à effet de serre uow FTIR en ligne

Introduction aux instruments:

L'analyseur en ligne de gaz à effet de serre uow FTIR est développé par l'Université de Wollongong en Australie et produit en collaboration avec ecotech, qui fournit une distribution mondiale et un service après - vente conforme à la norme ISO9001. L'analyseur en ligne de gaz à effet de serre de type uow FTIR applique la technologie de résolution de mesure spectrale par transformée infrarouge de Fourier (FTIR) Multi - faisceaux et les composants de détection infrarouge haute performance, en combinaison avec un système logiciel de contrôle bien établi, capable de fonctionner de manière entièrement automatisée, mesure en ligne et en continu la concentration de divers composants de gaz à effet de serre et leurs rapports isotopiques stables dans l'atmosphère ambiante (ou d'autres types de gaz mélangés), à faible coût d'exploitation et adapté aux observations continues à long terme. Il est également possible de mesurer d'autres types de gaz traces en fonction des besoins de l'utilisateur, en modifiant la configuration en conséquence.
Depuis que le premier analyseur en ligne de gaz à effet de serre de type uow FTIR a été mis en service pour des applications d'observation sur le terrain, plus de 10 ans, cet instrument a été utilisé par de nombreux utilisateurs dans le monde entier pour l'observation des gaz à effet de serre dans l'atmosphère ambiante et dans L'atmosphère de la région du fond, et des fonctions de mesure autres que les gaz à effet de serre ont été développées. Ces utilisateurs sont: l'Agence météorologique de Chine (CMA), la station du Centre de surveillance de l'environnement de la ville de Dalian, l'Australian Nuclear Science and Technology Organization (ansto), l'Université de Wollongong, l'Université de Melbourne en Australie, le public Wealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO), l'Organisation pour la science et la technologie (ansto), l'Institut national de l'eau et de l'atmosphère (Niwa) en Nouvelle - Zélande, l'Université de Heidelberg en Allemagne, l'Université de Brême, la Max Planck Society (MPG), l'Institut national des normes de Corée, etc.- Oui.
Introduction au contexte:
Les gaz à effet de serre sont quelques - uns des gaz à l'état de traces dans l'atmosphère qui ont une activité radiative infrarouge, y compris le dioxyde de carbone, le méthane, l'oxyde nitreux, le fréon, la vapeur d'eau et plus de 30 (classes). Les gaz à effet de serre sont transparents au rayonnement solaire à ondes courtes, mais ont un effet absorbant évident sur le rayonnement à ondes longues (infrarouge) du soleil et de la surface de la terre, de sorte que le réchauffement de l'atmosphère terrestre est évident. Les changements climatiques mondiaux auront de graves répercussions sur l'environnement humain, telles que des anomalies climatiques, l'élévation du niveau de la mer, le recul des glaciers, la fonte des sols gelés, des changements majeurs dans la biodiversité et la répartition.

Caractéristiques de l'instrument:

* Mesure simultanée en ligne de la concentration de nombreux gaz à effet de serre et de leur rapport isotopique stable, avec des applications variées et variées;

* Détermination simultanée des concentrations atmosphériques de CO2, Co, CH4, N2O et de δ13c dans le CO2;

* L'échantillonnage continu peut être effectué en une ou plusieurs étapes pour mesurer plusieurs concentrations de gaz à effet de serre et leurs rapports isotopiques stables;

* prélèvement d’échantillons à différentes hauteurs de la tour de mesure pour la mesure des profils verticaux des gaz à effet de serre, dont δ13c dans le CO2;

* Surveillance continue à bord possible;

* raccordement de boîtes statiques pour la mesure des flux de gaz à effet de serre dans le sol;

* mesure par lots d'échantillons d'air dans des flacons ou des sacs d'échantillonnage en laboratoire;

* mesure de transfert standard: en laboratoire, la relation des grandeurs d'un gaz standard de haute qualité est transmise à un gaz standard de classe inférieure par mesure;

* Mesure quantitative par spectroscopie infrarouge avec une bonne stabilité de mesure et précision de mesure;

Utilisation de plusieurs gaz à effet de serre enForte absorption de la bande infrarouge, le calcul de son contenu atmosphérique par l'ajustement des données spectrales, la précision de la mesure peut atteindre 1 - 5% sans étalonnage de gaz d'étalonnage. La précision et l’exactitude des mesures de CO2, Co, CH4, N2O, lorsqu’elles sont calibrées avec des gaz d’étalonnage de haute qualité (NIST, cmdl, gaslab, etc.), peuvent atteindre et même dépasser les exigences de qualité des données publiées par le Programme mondial d’observation de l’atmosphère de l’organisation météorologique mondiale (OMM - gaw).

Les observations comparatives ont montré que les résultats des mesures de l'analyseur en ligne de gaz à effet de serre de type uow FTIR avec d'autres méthodes ont un ajustement linéaire élevé et une bonne comparabilité des résultats des mesures avec les gaz calibrés de même classe.

* Fonctionnement entièrement automatique, peut être commandé à distance, faible coût de maintenance et moins de consommation;

* un seul instrument mesure simultanément plusieurs concentrations de gaz à effet de serre et leur rapport isotopique stable, avec un faible coût d'exploitation combiné;

* pas besoin d'azote liquide ou de déshumidification à froid profond;

* transporter aléatoirement un sécheur de gaz échantillonné et une entrée d'échantillon multiple;

* fonctionnement entièrement automatique et peut fonctionner à distance via le réseau;

Composition de l'instrument:

* Système d'admission d'échantillon pour compléter le processus de traitement d'échantillon, de sélection d'entrée d'échantillon, de vidange et de purge de la cavité de mesure;

* spectromètre FTIR qui enregistre le spectre infrarouge d'un échantillon de gaz;

* Système de traitement de résolution spectrale qui complète le calcul quantitatif du spectre mesuré et affiche les résultats en temps réel;

* Système d'enregistrement pour enregistrer les résultats de mesure, les paramètres de l'instrument, etc. et former un fichier texte lisible.

Système matériel d'instrument:

* châssis: contrôle de la température constante pour améliorer la stabilité de la mesure;

* Le système d'admission d'échantillon a 4 lignes d'admission, qui peuvent employer la membrane de filtre de Nafion et le Mg (ClO4) pour sécher le gaz d'échantillon;

* débit contrôlé par ordinateur dans / hors de la cavité de mesure, électrovanne, pompe à vide, ainsi que la mesure de la pression, de la température et du débit, etc.;

* Le système d'admission d'échantillon peut également fournir l'interface de commande de commutateur d'événement externe de 12 voies, jusqu'à ce que le travail d'électrovanne de 12 voies puisse être commandé simultanément; Une interface d'entrée de signal analogique / numérique externe à 8 Voies peut être fournie pour l'acquisition d'informations auxiliaires telles que le débit, la pression atmosphérique, la température, etc.;

* Résolution du spectromètre FTIR: 0,5 ou 1 cm - 1. Equipé d'une source de lumière IR bruker, et d'un détecteur MCT (Tellurure de cadmium mercurique) refroidi électroniquement (gamme de fréquences 1800 - 5000cm - 1), la cavité de mesure de gaz Multi - trajet optique a une longueur de trajet optique de 24 M et un volume de 3,5 l;

* contrôle entièrement automatique par ordinateur, mesure, affichage et enregistrement des observations en temps réel, sans intervention humaine en fonctionnement normal;

* environnement et conditions de fonctionnement externes:

* environnement de travail: 10 - 30 ℃, < 90% RH;

* alimentation électrique: 220VAC, 50hz, 500va;

* alimentation en gaz: azote de haute pureté (n2) (0,2 l Min - 1, 2 m3 week - 1) et gaz standard pour la purge.

Description du logiciel:
Le logiciel est écrit en langage standard industriel (Visual Basic). Le logiciel contrôle les différents cycles expérimentaux, chacun comprenant la purge, l'échantillonnage, la mesure du spectre, l'analyse spectrale, l'affichage des observations et la génération de fichiers enregistrés. Il est possible de modifier artificiellement le programme du cycle et de définir des séquences successives de mesures répétées, et le contrôle à distance peut également être réalisé via une connexion Windows Remote Desktop Control. Les principales fonctions du logiciel sont les suivantes:

* contrôle du fonctionnement du système d'admission d'échantillons, y compris le contrôle de la vidange de la cavité de mesure, de la purge, de la commutation de la ligne d'admission, de la mesure et de l'enregistrement de la pression, de la température et du débit, etc.;

* contrôle du spectromètre pour l'acquisition de données spectrales;

* analyse quantitative en ligne des données spectrales;

* affichage des résultats de mesure en temps réel;

* générer un fichier d'enregistrement des observations (format CSV);

* effectuer un fonctionnement continu de 24h selon la période de mesure définie;

* opérations de maintenance périodiques (mesure du spectre de fond et du spectre de gaz de référence ou de gaz standard);

* contrôle à distance via le réseau.

Indicateurs techniques:

* Mesure des espèces

* concentrations atmosphériques de CO2, Co, CH4, N2O;

δ13c dans le CO2;

Résolution temporelle:

1 - 60 minutes pour toutes les espèces (précision de mesure et résolution temporelle s'atténuent mutuellement)

Plus d'informations
> gaz à effet de serre

Les gaz à effet de serre sont quelques - uns des gaz à l'état de traces dans l'atmosphère qui ont une activité radiative infrarouge, y compris le dioxyde de carbone, le méthane, l'oxyde nitreux, le fréon, la vapeur d'eau et plus de 30 (classes). Les gaz à effet de serre sont transparents au rayonnement solaire à ondes courtes, mais ont un effet absorbant évident sur le rayonnement à ondes longues (infrarouge) du soleil et de la surface de la terre, de sorte que le réchauffement de l'atmosphère terrestre est évident. Sans gaz à effet de serre, la température moyenne de l'atmosphère mondiale serait tombée de 15 °C à moins 19 °C.

Depuis la révolution industrielle du XIXe siècle, les humains ont émis de grandes quantités de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. En 2005, les concentrations atmosphériques mondiales de dioxyde de carbone, de méthane et d'oxyde nitreux étaient passées de 280 ppm, 715 ppb, 270 ppb au début de la révolution industrielle à 379 PPM, 1 774 ppb et 319 ppb, respectivement, et la température moyenne mondiale a augmenté de 0,74 ° C au cours de la même période. Si les gaz à effet de serre continuent de croître au rythme actuel, la température moyenne mondiale augmentera de 1,1 à 6,4 °C d’ici la fin du siècle. Les changements climatiques mondiaux auront de graves répercussions sur l'environnement humain, telles que des anomalies climatiques, l'élévation du niveau de la mer, le recul des glaciers, la fonte des sols gelés, des changements majeurs dans la biodiversité et la répartition. Pour que l'humanité soit à l'abri de la menace du réchauffement climatique et pour éviter que l'environnement dans lequel vit l'homme ne se détériore davantage, il est nécessaire d'effectuer une surveillance systématique à long terme, des études sur les concentrations des principaux gaz à effet de serre dans l'atmosphère et leurs variations, dans l'intérêt d'une action commune de l'ensemble de l'humanité pour réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Malt 5 – logiciel de résolution spectrale:
Malt5 est un logiciel pour simuler et adapter le spectre infrarouge, en particulier pour le spectre infrarouge à transformée de Fourier météorologique. Il existe deux modes:

* Mode Simulation: malt calcule les spectres de transmission, d'absorption et d'émission du mélange gazeux en combinaison avec la linéarité (ils) de l'instrument de mesure. L'échantillon peut contenir plus d'une couche absorbante, tandis que les différentes couches absorbantes ont des compositions, des températures et des pressions différentes.

* mode d'appariement: en itérant constamment le calcul de sorte que la variance moyenne du spectre mesuré et du spectre calculé soit minimale, ce qui donne un résultat de calcul Spectral apparié.

Description du calcul:
Les calculs spectraux sont généralement basés sur la base de données de paramètres linéaires hitran; Hitran fournit une gamme d'informations sur la position des raies spectrales, l'intensité du pic, la largeur du pic, la conversion de pression et la température (pour plus de détails, voir www.hitran.com). Malt calcule les coefficients d'absorption réels, y compris les coefficients d'absorption moléculaire à température et pression que l'on souhaite obtenir à partir de la base de données précitée; Le spectre obtenu est ensuite mesuré par simulation du coefficient d'absorption. Pour les gaz, en raison du manque de données sur les paramètres linéaires, un spectre de référence quantifié peut être utilisé pour calculer le coefficient d'absorption et la résolution est supérieure à celle basée sur le spectre de l'échantillon.