Analisador online de gases de efeito estufa UoW FTIR

Descrição do instrumento:

O analisador on-line de gases de efeito estufa UoW FTIR foi desenvolvido pela Universidade de Wollongong, na Austrália, produzido em colaboração com a Ecotech e oferece distribuição global e serviço pós-venda em conformidade com a norma ISO 9001. O analisador on-line de gases de efeito estufa UoW FTIR utiliza a tecnologia de análise espectrometrica de Transformação de Infravermelho de Fourier (FTIR) multióptica e componentes de detecção de infravermelho de alto desempenho, combinando um sistema de software de controle completo, capaz de operar totalmente automaticamente para medir continuamente on-line a concentração de vários componentes de gases de efeito estufa na atmosfera ambiental (ou outros tipos de misturas de gases) e suas proporções de isótopos estáveis, com baixos custos operacionais e adequados para observações contínuas de longo prazo. Também é possível medir outros tipos de gases de traça de acordo com as necessidades do usuário, mudando a configuração em conformidade.
Desde que o primeiro analisador on-line de gases de efeito estufa UoW FTIR foi lançado em aplicações de observação de campo, vários usuários em todo o mundo usaram este instrumento para a observação de gases de efeito estufa na atmosfera ambiental e na atmosfera continental, e desenvolveram recursos de medição além dos gases de efeito estufa. Estes usuários incluem: Agência Meteorológica da China (CMA), Estação do Centro de Monitoramento Ambiental da Cidade de Dalian, Organização de Ciência e Tecnologia Nuclear da Austrália (ANSTO), Universidade de Wollongong na Austrália, Universidade de Melbourne, Organização de Pesquisas Científicas e Industriais de Bens Públicos (CSIRO), Organização de Ciência e Tecnologia (ANSTO), Instituto Nacional de Água e Atmosfera da Nova Zelândia (NIWA), Universidade de Heidelberg na Alemanha, Universidade de Breme, Instituto Max Planck (MPG), Instituto Nacional de Padrões da Coreia, entre outros.
Antecedentes:
Os gases de efeito estufa são alguns gases com atividade de radiação infravermelha na atmosfera, incluindo dióxido de carbono, metano, óxido de nitrogênio, flúor, vapor de água e mais de 30 espécies (classes). Os gases de efeito estufa são transparentes para a radiação de ondas curtas do Sol, mas têm um efeito de absorção evidente para a radiação de ondas longas (infravermelho) do Sol e da superfície da Terra, portanto, o efeito de aquecimento dos gases de efeito estufa na atmosfera da Terra é muito evidente. As mudanças climáticas globais terão graves impactos no meio ambiente humano, como anormalidades climáticas, aumento do nível do mar, retrocessão das geleiras, derretimento do gelo, mudanças significativas na biodiversidade e distribuição, entre outros.

Características do instrumento:

* Medir simultaneamente on-line a concentração de vários gases de efeito estufa e suas proporções de isótopos estáveis, com amplas e diversas aplicações;

* Determinar simultaneamente as concentrações atmosféricas de CO2, CO, CH4, N2O e δ13C no CO2;

* Possibilidade de amostragem contínua por um ou mais caminhos para medir as concentrações de vários gases de efeito estufa e suas relações de isótopos estáveis;

* Recolha de amostras em diferentes alturas da torre de medição para medição de contorno vertical de gases de efeito estufa, incluindo δ13C em CO2;

* Monitoramento contínuo a bordo;

* Conectar caixas estáticas para medição do fluxo de gases de efeito estufa no solo;

* Medição em lote de amostras de ar em garrafas ou sacos de amostragem em laboratório;

* Medição de transmissão padrão: em laboratório, a medição transmite a relação de valor de um gás padrão de alta qualidade para um gás padrão de baixa qualidade;

* Medição quantitativa do espectro infravermelho, com boa estabilidade de medição e precisão de medição;

Utilização de vários gases de efeito estufaA forte absorção da banda de infravermelho, o cálculo do seu conteúdo atmosférico através da adaptação dos dados espectrais, pode alcançar a precisão da medição de 1-5% sem o uso de qualquer calibração de gás de calibração. Quando calibrados com gases de calibração de alta qualidade (NIST, CMDL, GASLAB, etc.), a precisão e a precisão das medições de CO2, CO, CH4 e N2O podem ser totalmente cumpridas ou até superadas pelos requisitos de qualidade dos dados publicados pelo Programa de Observação Atmosférica Global da Organização Meteorológica Mundial (WMO-GAW).

Os dados de observação comparados mostram que, no uso de gases de calibração do mesmo nível, os resultados do analisador de gases de efeito estufa em linha UoW FTIR são altamente alinhados linearmente com outros métodos e os resultados de medição são bem comparados.

* Operação totalmente automática, controle remoto, baixo custo de manutenção e baixo consumo;

* Um único instrumento mede simultaneamente a concentração de vários gases de efeito estufa e sua relação de isótopos estáveis, com baixos custos operacionais combinados;

* Sem nitrogênio líquido ou desumidificação a frio profundo;

* secador de gás de amostragem aleatório e abertura de amostragem múltipla;

* Operação totalmente automática e pode ser operada através de controle remoto de rede;

Composição do instrumento:

* Sistema de amostragem para completar o processamento da amostra, a seleção da abertura de amostragem, o esvaziamento da cavidade de medição e o processo de limpeza;

Espectrómetro FTIR para registrar o espectro infravermelho de amostras de gás;

* Sistema de processamento de análise espectral para completar o cálculo quantitativo do espectro de medição e exibir os resultados em tempo real;

* Sistema de registro para registrar resultados de medição, parâmetros do instrumento, etc. e formar um arquivo de texto legível.

Sistema de hardware do instrumento:

* Caixa: controle termostático para melhorar a estabilidade da medição;

* O sistema de amostragem de amostras tem quatro tubos de amostragem, cada um com filtro Nafion e Mg (CLO4) para o tratamento seco do gás da amostra;

* Controle por computador do fluxo de entrada / saída da cavidade de medição, válvulas eletromagnéticas, bombas de vácuo e medições de pressão, temperatura e fluxo, etc.;

* O sistema de amostragem também pode fornecer uma interface de controle de interruptor de evento externo de 12 vias, que pode controlar simultaneamente o trabalho da válvula eletromagnética de até 12 vias; Interface de entrada de sinal analógico / digital externa de 8 vias para captar informações auxiliares como fluxo, pressão do ar, temperatura e outros;

* Resolução do espectrómetro FTIR: 0,5 ou 1 cm-1. Equipado com uma fonte de luz Bruker IR e um detector MCT (mercúrio de cádmio) com resfriamento eletrônico (faixa de frequência de 1800-5000 cm-1), a cavidade de medição de gás multiportátil tem um comprimento de 24 m e um volume de 3,5 L;

* Controle totalmente automático por computador, medição, exibição e registro de observações em tempo real, sem intervenção humana durante o funcionamento normal;

Ambiente e condições operacionais externos:

Ambiente de trabalho: 10-30 ℃, <90% RH;

* Fonte de alimentação: 220VAC, 50Hz, 500VA;

* abastecimento de gás: soprar com nitrogênio de alta pureza (N2) (0.2L min-1, 2m3 semana-1) e gás padrão.

Descrição do software:
O software é baseado na linguagem padrão da indústria (Visual Basic). Os programas de software controlam os ciclos experimentais, incluindo varredura, amostragem, medição espectral, análise espectral, exibição de observações e geração de arquivos de registro. O programa de ciclo pode ser modificado artificialmente e sequências de medições repetidas contínuas podem ser definidas, bem como o controle remoto através da conexão de controle remoto do desktop do Windows. As principais funções do software são as seguintes:

* Controlar o funcionamento do sistema de amostragem, incluindo o controlo da evacuação da cavidade de medição, a limpeza, a troca de tubos de entrada de ar, a medição e o registro da pressão, temperatura e fluxo, etc.;

* O espectrómetro de controle coleta dados espectrais;

* Análise quantitativa de dados espectrais on-line;

* Resultados de medição em tempo real;

* Criação de arquivos de registro de observação (formato CSV);

* Operação contínua 24 horas de acordo com o ciclo de medição definido;

Operações de manutenção periódicas (medição do espectro de fundo e do espectro de gás de referência ou padrão);

* Controle remoto através da rede.

Indicadores técnicos:

* Espécies de medição

Concentrações atmosféricas de CO2, CO, CH4 e N2O;

δ13C em CO2;

Resolução do tempo:

Para todas as espécies, 1-60 minutos (a precisão da medição e a resolução do tempo se prolongam)

Mais informações
> Gases de efeito estufa

Os gases de efeito estufa são alguns gases com atividade de radiação infravermelha na atmosfera, incluindo dióxido de carbono, metano, óxido de nitrogênio, flúor, vapor de água e mais de 30 espécies (classes). Os gases de efeito estufa são transparentes para a radiação de ondas curtas do Sol, mas têm um efeito de absorção evidente para a radiação de ondas longas (infravermelho) do Sol e da superfície da Terra, portanto, o efeito de aquecimento dos gases de efeito estufa na atmosfera da Terra é muito evidente. Sem gases de efeito estufa, a temperatura atmosférica média global cairia de 15°C para -19°C.

Desde a Revolução Industrial do século XIX, a humanidade emitiu grandes quantidades de gases de efeito estufa para a atmosfera. Em 2005, as concentrações atmosféricas de dióxido de carbono, metano e óxido de nitrogênio subiram de 280 ppm, 715 ppb e 270 ppb no início da Revolução Industrial para 379 ppm, 1774 ppb e 319 ppb, respectivamente, e a temperatura média global aumentou de 0,74°C no mesmo período. Se os gases de efeito estufa manterem o ritmo atual de crescimento, a temperatura média global aumentará de 1,1 a 6,4 graus Celsius até o final do século. As mudanças climáticas globais terão graves impactos no meio ambiente humano, como anormalidades climáticas, aumento do nível do mar, retrocessão das geleiras, derretimento do gelo, mudanças significativas na biodiversidade e distribuição, entre outros. Para proteger a humanidade contra a ameaça do aquecimento climático e evitar a deterioração do meio ambiente humano, é necessário um monitoramento sistemático e a pesquisa a longo prazo das concentrações dos principais gases de efeito estufa na atmosfera e suas mudanças, a fim de facilitar a ação conjunta de toda a humanidade para reduzir as emissões de gases de efeito estufa.

MALT 5 – Software de análise espectral:
O MALT5 é um software para simular e combinar o espectro infravermelho, especialmente para transformações meteorológicas de Fourier. Existem dois modelos:

* Modo de simulação: o MALT calcula o espectro de transmissão, absorção e emissão da mistura de gases em combinação com o ILS (Linear System) do instrumento de medição. As amostras podem conter mais de uma camada de absorção, com diferentes camadas de absorção com diferentes composições, temperaturas e pressões.

* Modelo de correspondência: O cálculo espectral correspondente é obtido ao minimizar a variação média entre o espectro de medição e o espectro de cálculo por meio de cálculos iterativos constantes.

Descrição do cálculo:
O cálculo espectral é geralmente baseado no banco de dados de parâmetros lineares HITRAN; O HITRAN fornece uma variedade de informações sobre a localização da linha espectral, a força do pico, a largura do pico, a conversão de pressão e a temperatura (para mais detalhes, consulte www.hitran.com). O MALT calcula o fator de absorção real, incluindo o fator de absorção molecular à temperatura e pressão desejadas a partir do banco de dados acima; Em seguida, o espectro obtido é medido através da simulação do coeficiente de absorção. Para os gases, devido à falta de dados de parâmetros lineares, um espectro de referência quantitativo pode ser usado para calcular o coeficiente de absorção com uma resolução maior do que a baseada no espectro da amostra.