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儀器概述

TILDAS-mini為大氣痕量氣體成分的在線觀測(cè)研究提供高靈敏、快速響應(yīng)、高精確度和連續(xù)運(yùn)行的測(cè)量手段。它使用單束激光，設(shè)計(jì)緊湊，體積小，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。點(diǎn)擊查看儀器彩頁(yè)

TILDAS_mini.jpg

圖1.QCL-mini 實(shí)物圖

它可以在線測(cè)量多種大氣痕量氣體，包括: 甲烷(methane, CH4), 氧化亞氮(nitrous oxide, N2O), 一氧化氮(nitric oxide, NO), 二氧化氮(nitrogen dioxide, NO2), 一氧化碳(carbon monoxide, CO), 二氧化碳(carbon dioxide, CO2), 甲醛(formaldehyde, HCHO), 甲酸(formic acid, HCOOH), 乙烯(ethylene, C2H4), 乙炔(acetylene, C2H4), 氧硫化碳(carbonyl sulfide, COS), 丙烯醛(acrolein, CH2CHCHO), 氨氣(ammonia, NH3）和其它痕量氣體；

下面列出了目前比較受歡迎的測(cè)量組合。更多測(cè)量組合請(qǐng)見(jiàn)痕量氣體組合清單。

OCS, CO2, CO, H2O
NH3
CO2 Isotope
N2O, CO2, CO, H2O
HCHO
C2H6, CH4
CO
CH4, N2O, H2O

應(yīng)用范圍

  • 燃燒源監(jiān)測(cè)和特征定性；
  • 源匯的同位素特征監(jiān)測(cè)；
  • 渦度相關(guān)測(cè)量；
  • 快速響應(yīng)，可滿足煙羽研究；
  • 呼吸應(yīng)用分析；
  • 空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)；
  • 可用于船、汽車、飛機(jī)等移動(dòng)平臺(tái)觀測(cè)；
  • 可以測(cè)量同位素氣體： CO2, CH4, 和N2O；
  • 其中 N2O 監(jiān)測(cè)儀 可同時(shí)對(duì) N2O, 水汽, CO-CO2 (或CH4) 進(jìn)行高精度測(cè)量。

    • 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

  • QCL系列中體積最小，電子元件和光學(xué)系統(tǒng)集成于測(cè)量箱內(nèi)；
  • 擺脫標(biāo)氣，直接獲得氣體絕對(duì)濃度；
  • 響應(yīng)迅速；
  • 排除其它大氣成分和水汽的干擾；
  • 無(wú)調(diào)試，無(wú)維護(hù)，開(kāi)機(jī)即用；
  • 可隨時(shí)用于外場(chǎng)觀測(cè)和移動(dòng)平臺(tái)觀測(cè)；
  • 光程為76米；
  • 數(shù)據(jù)采樣速率達(dá)1-10Hz(具體速率取決于具體儀器)

    • 技術(shù)指標(biāo)

    TILDAS的中紅外激光提供高精度和高準(zhǔn)確性的測(cè)量手段.表中列出光程76米激光測(cè)試下每種成分的最優(yōu)波長(zhǎng)(cm-1)、標(biāo)稱測(cè)量精度(ppt/s)、檢出限(2σ/100s)。

    Trace gas Wavenumber
    [cm-1]    		 Precision
    (1 s) [ppt]    		 LOD
    (100 s) [ppt]
    CO
    N2O    		 2190
    1271    		 60
    60    		  30
    N2O
    NH3    		  2250
    967    		 30
    40    		  --
    20
    NO2
    HONO    		 1600
    1279    		 40
    300    		 20
    150
    HCHO
    HCOOH    		 1765
    1766    		  100
    200    		 60
    120
    NO
    OCS    		  1900
    2056    		 100
    5    		 50
    2

  • 數(shù)據(jù)輸出：本地存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、RS232、模擬電路輸出；
  • 數(shù)據(jù)頻率：1-10Hz （不同儀器和真空泵有所變動(dòng)）
  • 儀器操作：自動(dòng)、遠(yuǎn)程控制

    • 物理參數(shù)

    尺寸/重量：660 mm x 440 mm x 267 mm (L x W x H)/主機(jī)重量: 35 kg

    電源：500 W, 120/240 V, 50/60 Hz (連接Varian IDP-3型真空泵)：

    參考文獻(xiàn)

    1. Nelson, D.D. et al., Optics Let.31, 2012-2014, 2006.
    2. McManus, J.B. et al., Applied Physics B, DOI: 10.1007/s00340-006-2407-7 (2006).
    3. McManus, J.B., M.S. Zahniser, D.D. Nelson, L.R. Williams, and C.E. Kolb, Infrared laser spectrometer with balanced absorption for measurements of isotopic ratios of carbon gases, Spectrochim. Acta A,58, 2465-2479, (2002).
    4. McManus, J.B., D.D. Nelson, J.H. Shorter, R. Jiménez, S. Herndon, S. Saleska, and M.S. Zahniser, A high precision pulsed QCL spectrometer for measurements of stable isotopes of carbon dioxide, J. Modern Optics,52, 2309-2321 (2005).
    5. Saleska, SR; J. Shorter, S. Herndon, R. Jimenéz, B. McManus, D. Nelson, M. Zahniser, What are the instrumentation requirements for measuring the isotopic composition of net ecosystem exchange of CO2 using eddy covariance methods? Isotopes in Environmental and Health Studies,42 (1), 117 (2006).
    6. Nelson, D.D., J. B. McManus, S. C. Herndon, M. S. Zahniser, B. Tuzson and L. Emmenegger, New Method for Isotopic Ratio Measurements of Atmospheric Carbon Dioxide Using a 4.3 μm Pulsed Quantum Cascade Laser, Appl. Phys. B90, 301–309 (2008).
    7. Tuzson, B , J. Mohn, M. J. Zeeman, R. A. Werner, W. Eugster, M. S. Zahniser, D. D. Nelson, J. B. McManus, L. Emmenegger, High precision and continuous field measurements of δ13C and δ18O in carbon dioxide with a cryogen-free QCLAS, Appl. Phys. B92, 451-458 (2008).