一. 產(chǎn)品簡介

ZYGHG201型溫室氣體監(jiān)測系統(tǒng)采用先進的光腔衰蕩技術(CRDS)，利用自主知識產(chǎn)權的光學測量結構及數(shù)據(jù)處理算法，測量光程可達30km，滿足大氣痕量氣體的監(jiān)測要求，可實現(xiàn)CO2，CH4，H20的連續(xù)在線監(jiān)測。系統(tǒng)符合世界氣象組織(WMO)和其他國際網(wǎng)絡，助力“碳達峰碳中和”早日實現(xiàn)。

光腔衰蕩光譜(Cavity Ring Down Spectroscopy， CRDS) 技術的原理是：用兩片高反射率腔鏡構成穩(wěn)定的光學諧振腔，氣體樣品充入諧振腔內(nèi)，當激光的模式和腔的模式匹配，共振信號達到一定強度時就切斷入射光，光在兩片高反鏡之間來回反射，每一次反射都會從出射鏡輸出一部分光，被探測器接收，采集到的光信號成 e 指數(shù)衰減。通過 e 指數(shù)擬合光信號可以得到衰蕩時間常數(shù) τ ，Ring Down 曲線如圖所示：

 激光光腔衰蕩曲線

樣品的吸收系數(shù)與衰蕩時間常數(shù)的關系為：

上式中， α(ν)是樣品吸收系數(shù); ν 是激光頻率; c 是光速; τ(ν)為共振腔裝有樣品時的衰蕩時間常數(shù); τ0 為空腔的衰蕩時間常數(shù)。 光腔衰蕩光譜記錄每個頻率點透射光隨時間的衰蕩關系， 擬合不同頻率處的 Ring Down 曲線得到衰蕩時間常數(shù)，通過上式就可以得到整條譜線的吸收系數(shù)。

1.1 高精度溫室氣體在線分析系統(tǒng)

1.1.1 高精度溫室氣體監(jiān)測分析單元

1.1.2 氣體采樣模塊

(1)采樣頭設置在總管戶外的采樣氣體入口端，防止雨水和粗大的顆粒物落入總管，同時避免鳥類、小動物和大型昆蟲進入總管。采樣頭的設計應保證采樣氣流不受風向影響，穩(wěn)定進入總管。

(2)采樣總管內(nèi)的氣流應保持層流狀態(tài)，采樣氣體在總管內(nèi)的滯留時間應小于30s。

(3)采樣裝置的制作材料應選用不與被監(jiān)測污染物發(fā)生化學反應和不釋放有干擾物質(zhì)的材料。

(4)監(jiān)測儀器與支管接頭連接的管線應選用不與被監(jiān)測污染物發(fā)生化學反應和不釋放有干擾物質(zhì)的材料。

(5)為防止灰塵落入監(jiān)測分析儀器，應在監(jiān)測儀器的采樣入口與支管氣路的結合部之間，安裝過濾膜。

(6)在監(jiān)測儀器管線與支管接頭連接時，為防止結露水流和管壁氣流波動的影響，應將管線與支管連接端伸向總管接近中心(或1/2)的位置，然后再做固定。

(7)應安裝在合適的支撐體上(如一定高度的采樣塔)。

(8)應置干保護槽(管)內(nèi)，并妥善固定保護槽(管可架空或通過地下管道引入測量室，空保護槽(管)高度應視當?shù)貙嶋H地形設置地下管深度宜在0.5～0.8m，地下管道內(nèi)應設采樣管線的保護槽管)。

(9)在采樣管進氣口的相同高度處應安裝至少一根備用采樣管;備用采樣管在不使用期間應對其兩個端口進行密封處理。

(10)當有多根空氣采樣管線時，管線走向應一致，保持平行整齊和美觀并在適當位置進行固定。

(11)盡可能采用一根完整的采樣管，如需要延長連接時，在接頭處應連接緊密，接頭處應便于日后的檢查和更換。

(12)采樣管進氣口處應安裝顆粒物過濾裝置，并做好防塵、防水、防蟲和防腐等處理。

(13)空氣從采樣管進氣口到進入分析設備的滯留時間應小于5min。

1.1.3 超低溫全自動冷阱

1.1.4 標準氣體

CO2、CH4二要素標氣，全進口29.5L鋼瓶，具惰性涂層雙級減壓閥，中國氣象局探測中心標氣，可溯源至世界氣象組織WMO認證;

1.2 數(shù)采儀

1.3 分析軟件

二、 產(chǎn)品特點及優(yōu)勢

國內(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)，質(zhì)量有保證，良好的售后服務能力，響應速度快;

操作科學簡易、高度自動化、高度穩(wěn)定性、維護量小，適合各監(jiān)測站點長期在線無人值守運行;

靈活應對不同用戶針對溫室氣體觀測的實際需求，滿足各項觀測要求;

安裝方便，集成一體化程度高，標準 19 英寸機柜集成;

可參照中國國家級大氣本底站建設方案，開展 WMO/GAW 流程的觀測，使本系統(tǒng)達到國內(nèi)領先，監(jiān)測數(shù)據(jù)國際可比、認可，滿足 國際交流需要;

完全滿足《碳監(jiān)測評估試點工作方案》中的技術要求。