在過去的100年間,甲烷(CH4)的變暖潛能值比二氧化碳(CO2)要高20倍。而縮短到近20年內,如果假設其在大氣中存在的期限為12年左右的話,評估得出的甲烷(CH4)變暖潛能值更高,超過二氧化碳(CO2)60倍以上。因此,甲烷(CH4)是近期降低變暖危害的主要目標。
目前大氣中甲烷(CH4)的濃度與工業(yè)文明之前相比,數值從700ppb的水平增加到了1.8ppm,翻了超過2倍??茖W家們從源與匯的角度開展深入研究,以期更好地制定緩解策略和提高氣候模型的精度。
在自然界,甲烷的排放主要是由厭氧細菌的活動引起。有機物質通過發(fā)酵形成甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2),而氫和二氧化碳(CO2)又會在一種產甲烷菌的作用下,被轉化為甲烷和水:CH4 + CO2®H3C-COOH,CH4 + 2H2O®4H2 + CO2。濕地是迄今為止甲烷(CH4)排放的自然源,此外白蟻的活躍、火山噴發(fā)、森林火災、甲烷水合以及野生動物的活動也是常見的甲烷(CH4)排放形式。
就甲烷(CH4)排放的自然源和人為源而言,有超過一半的甲烷(CH4)排放是由人類活動導致的。天然氣及礦產資源的開發(fā)和輸送是顯著的人為甲烷(CH4)排放方式,無論礦場是在開發(fā)過程中還是已經廢棄;農業(yè)上的精耕細作諸如水稻種植、牲畜飼養(yǎng)也都會排放大量的甲烷(CH4)。這些排放源定量化評估的精確性是未來減少甲烷排放、碳排放合理交易的關鍵步驟。
產品簡介
美國Tiger Optics公司自2001年開始在推廣基于連續(xù)光腔衰蕩光譜技術(CW-CRDS)的痕量氣體分析儀,迄今為止,已經服務了數以千計的工業(yè)和科學應用。此外,他們的痕量氣體分析產品還服務于多個的計量研究院,建立和驗證了諸多標準和零標氣體。為眾多變暖和城市空氣質量方面相關的科研議題提供了高精度的研究工具。
基于平臺, 美國Tiger Optics公司的痕量氣體分析儀Tiger-i 2000 CH4甲烷分析儀,采用連續(xù)光腔衰蕩光譜(CW-CRDS)技術,以ppb級的超高靈敏度測量環(huán)境氣體中甲烷(CH4)的濃度,即使在不斷變化的環(huán)境條件下可以維持高度的線性、精確度和準確性,并且能在非常長的使用周期內幾乎不需要校準。
技術原理
光腔衰蕩光譜技術(CRDS)通過測量時間而不是強度的變化來確定光學吸收。光源發(fā)出的脈沖激光進入光腔并且由高反射率的鏡面形成的光程高達100km的多次反射中,每次都有少量的光透過鏡面而離開光腔,這部分光就構成了光衰蕩信號,它的強度變化可簡單地用單指數衰減來描述。光強度以指數級迅速衰減直至為零,這種衰減被光電感應器實時記錄,此時空光腔的衰蕩時間僅由鏡子的反射率決定。當光腔中有氣體存在時,氣體分子對激光的吸收必將改變光腔衰蕩時間,并且其濃度與衰蕩時間的倒數(也即衰蕩速度)密切相關。Tiger-i 2000 CH4甲烷分析儀可連續(xù)自動測量和計算比較空光腔與充有待測氣體的光腔的衰蕩時間差,繼而得出待測目標氣體的濃度。
經過TigerOptics公司改進的連續(xù)光腔衰蕩光譜技術(CW-CRDS),使用性價比更高、功耗更低、分辨率更高的連續(xù)光二極管激光器,能夠大大提高光腔耦合效率,快速重復測量周期。
性能指標 |
| Dimensions尺寸 | H x W x D [in (mm)] |
測量范圍 | 0-100ppm+,可擴展至1000ppm | 標準分析儀 | 8.73 x 8.57 x 23.6 (222 x 218 x 599) |
檢測限 | 10ppb | 重量 |
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精度 (1σ,greater of)
| ± 0.75%或1/3靈敏度 典型的環(huán)境氣體,超24小時<15ppb | 標準分析儀 | 33 lbs (15 kg) |
準確度 (greater of) | ± 4% or LDL 典型的環(huán)境氣體, <80ppb | 電氣參數 |
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響應速度 | 3 minutes to 95% | 警報指示燈 | 2 用戶可編程 |
環(huán)境條件 | 10°C to 40°C |
| 1 系統故障 |
| 10% to 90% RH (無結露) |
| 繼電器關聯 |
存儲溫度 | -10°C to 50°C | 動力要求 | 90 − 240 VAC, 50/60 Hz |
氣體處理系統和條件 | 電量消耗 | 小于40W | |
氣體接口 | 1/4英寸的PFA氣體進出口 | 信號輸出 | 獨立輸出 4−20 mA |
入口壓力 | 0 − 15 psig (1 – 2 bara) | 用戶界面 | 5.7” LCD觸摸屏 |
出口壓力 | 真空 (<10 Torr) |
| 10/100 Base-T 以太網 |
流量 | ~1 slpm @1大氣壓進氣口壓力 |
| USB, RS-232, |
測量頻率 | 1Hz |
| 802.11g 無線網絡(可選) |
氣體溫度 | 小于 60°C | 信息存儲 | 內部或外部閃存 15s記錄間隔,存儲5天 1min記錄今個,存儲3周 |
產地:美國