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海尔欣参与国家环境监测总站氨气分析设备测试
2021/01/20 11:36
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方案摘要：
产品配置单：
昕甬智测LGM1600 便携式氨气分析仪
型号： LGM1600
产地： 浙江
品牌： 昕甬智测
¥35万
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方案详情：
摘要：
为了推进国家环境空气氨气在线监测技术标准的制定工作，2020年底，应中国环境监测总站的邀请，海尔欣科技携HT-8700（国产）分别在北京和上海开展了大气氨自动监测设备对比测试实验，与数台进口、国产的氨气分析仪同台竞技，开展技术摸底实验。
HT-8700是海尔欣自主研发的一款基于量子级联激光吸收光谱（QCLAS）的高灵敏大气痕量氨气分析仪。它采用开放式光腔设计，避免了采样管路对氨气分子的吸附和迟滞效应。不到100W的仪器功耗，非常适合在无电网区域的偏僻台站和移动载具上部署和观测。
图1. HT-8700具备IP67设计防水标准可直接安装于监测站楼顶露天环境
在北京总站，工作人员测试了在不同标气浓度下仪器的响应情况。
图2. 标气测试响应曲线
可以看出仪器从高浓度回落至零点附近的时间响应非常快，这也是直接光谱测量方法相比传统的间接化学发光法的优势之一。通过对配气浓度和测量浓度进行线性拟合，得到仪器在0 - 700ppb测量范围内的测量/标气线性斜率为0.9983，R2 为0.99929。
图3. 0 - 700ppb范围线性拟合
在上海，工作人员将HT-8700横向安装，测试了在低浓度范围0-200ppb之内的仪器性能。
图4. 横向安装的HT-8700
图5. 0 - 200ppb浓度阶梯测试曲线
通过图5曲线可以看出仪器的线性和稳定性。对配气浓度和测量浓度进行线性拟合，可以得到斜率为0.98，R2 为0.99957。
图6. 0 - 200ppb线性拟合
北京和上海的测试结果表明，在不同安装方式和高浓度和低浓度标准气体的测试下，HT-8700分析仪具有良好的线性度和准确度。用户可以根据不同应用场景，选择合适的安装方式进行测量。如:车载时可选择横向安装，野外氨通量观测时可选择纵向安装，当主风向稳定时，也可选择横向安装。
接下来，分别测试了零点噪声、24小时零点漂移、80%量程漂移及量程噪声、20%量程漂移及量程精密度。
01
零点噪声：
1小时数据检查HT-8700E的零点噪声。
02
漂移:
按 HJ654-2013 的测试要求计算 24小时的零点漂移、20%量程漂移和80%量程漂移。测试如下图。
测试结果
零点噪声S0: 0.06ppb
检出限RDL：0.12ppb
响应时间*：2min
20%量程漂移：0.67%
20%量程精密度：2.15%
80%量程漂移：2.37%
80%量程噪声：1.22ppb
*该响应时间是在仪器标定阶段使用了标定管测量得到的，实际测量中光路开放，响应时间远远低于该值。
此外，HT-8700也与基于激光腔衰荡(CRDS)原理的某进口知名品牌的痕量氨分析仪在室内进行了数据比对。
图10. HT-8700和进口CRDS仪器测试对比
从图10的对比数据中，我们可以看出HT-8700与基于激光腔衰荡CRDS原理的进口仪器的结果非常接近，双方的变化趋势，测量精度和响应时间也相当一致。
从本质上来讲，HT-8700既是一台氨气浓度分析仪，其特有的高频测量性能也使其具备利用涡动协方差(Eddy Covariance)技术实现氨通量的测量的能力。对于氨气这类活性强，本地化特性明显的分子，通量测量是观测氨排放源(Source)与汇(Sink)的重要方法，逐渐成为国际上对氨观测的流行方法。因此，用户选择HT-8700系列产品，可以实现在大气边界层特定观测条件下，大气氨本底浓度与氨排放（沉降）通量数据的同时获取。
海尔欣的使命
背景介绍：
海尔欣与中科院大气物理所深入合作，成功推出大气活性氮激光开路分析仪（HT8700系列）。
我们创新性的采用量子级联激光技术，Sampling-free®设计克服氨分子的高吸附性及水溶性，对氨气的分析达到前所未有的频率与精度。目前，海尔欣在农业面源氨通量分析系统方面，与头部客户开展深度合作和观测研究，为我国大气氨源普查以及排放清单精细化测定贡献力量。
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