温室气体检测

作为仪器仪表的一个重要分支]气体检测仪器仪表(也称“气体探测器”)应用领域广泛，覆盖了工业、农业、交通、科技、环保、国防、航天航空及日常生活等各方面。通常，工业过程气体监控分析仪器划归分析仪器领域，常见的气体检测仪器仪表通常小型化、便携或固定式、独立工作或联成网络，广泛适用于石油、化工、冶金、采矿、制药、半导体加工、喷涂包装等工业现场和家庭、商场、液化气站、煤气站、加油站等民用/商用需防火防爆、预防中毒、空气污染的场所，以及农业温室气体检测、沼气分析和沼气安全监控和环保应急事故、恐怖袭击、危险品储运等方面。　　近年来，随着中国经济的高速发展，仪器仪表产业也得到了快速发展，自2004年产销首次突破千亿元大关，行业发展进入了快车道，2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元，增长率高达28.5%;据仪器仪表行业协会统计，08年上半年仪器仪表行业总产值实现 1755.9亿元，同比增长23.8%，其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。　　科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件，市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力，这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。　　从技术发展的角度看，根据使用传感器原理的不同，常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域，新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。[color=#ffffff]本文来自: 泰纳科技][/color]

[font=宋体, Arial, Helvetica, sans-serif][/font]气体检测仪主要用来检测气体环境中存在的CO、SO[sub]2[/sub]、HCL、NO[sub]X[/sub]、H[sub]2[/sub]S、甲醛、氨气、O[sub]2[/sub]、H[sub]2[/sub]、CO[sub]2[/sub] 、CH[sub]4[/sub]、SO[sub]2[/sub]、N[sub]2[/sub]O、微生物、颗粒物等物质的种类与含量，包括尾气检测仪、烟气分析仪、在线自动气体监测系统、粉尘测定仪等种类。　　目前市场主流的气体检测仪供应商既有四方光电、武汉天虹、上海秀中、聚光科技、上海宝英、中科天融、北京华云等国产厂商，也有捷锐、仕富梅、德图仪器、赛默飞世尔科技、TSI、豪迈等国外公司。　　2011年上半年，共有5台气体检测仪在仪器信息网上发布。英国仕富梅集团有限公司推出了DF-760E氧分析仪，澳大利亚Ecotech公司UoW FTIR 多要素温室气体分析仪在中国上市，武汉四方光电科技有限公司发布了GASBOARD-3000在线红外烟气分析仪，而青岛高科技工业园雷博电子仪器厂的7010-TDLAS气体监控系统、1060恶臭气体检测仪两款新品也相继上市。　　各类产品更多详细内容见如下各分类，排名不分先后。

目前主流的温室气体监测技术是以光和气体组分的相互作用为物理机制，根据目标组分的特征光谱，借助光谱解析算法，再结合光机电算工程技术，实现温室气体浓度在不同时间、空间、距离下的非接触定量反演。常见的温室气体光谱学检测技术主要包括非分散红外光谱技术（NDIR）、傅立叶变换光谱技术（FTIR）、差分光学吸收光谱技术（DOAS）、差分吸收激光雷达技术（DIAL）、可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）、离轴积分腔输出光谱技术（OA-ICOS）、光腔衰荡光谱技术（CRDS）、激光外差光谱技术（LHS）、空间外差光谱技术（SHS）等。其中，NDIR技术利用气体分子对宽带红外光的吸收光谱强度与浓度成正比的关系，进行温室气体反演，具有结构简单、操作方便、成本低廉等优点，但仪器的光谱分辨率和检测灵敏度较低。FTIR技术通过测量红外光的干涉图，并对干涉图进行傅立叶积分变换，从而获得被测气体红外吸收光谱，能够实现多种组分同时监测，适用于温室气体的本底、廓线和时空变化测量及其同位素探测，仪器系统较为复杂，价格比较昂贵。DOAS也是一种宽带光谱检测技术，能够实现多气体组分探测，仪器光谱分辨率较低，易受水汽和气溶胶的影响。DIAL技术是一种利用气体分子后向散射效应进行气体遥感探测的光谱技术，具有高精度、远距离、高空间分辨等优点，系统较为复杂，成本较高。TDLAS技术利用窄线宽的可调谐激光光源，完整地扫描到气体分子的一条或几条吸收谱线，具有响应速度快、灵敏度高、光谱分辨率高等优势，能够实现温室气体原位点式和区域开放式探测，对于多气体组分探测通常需要多个激光器复用实现。CRDS和OA-ICOS技术均属于小型化的气体原位探测技术，在温室气体监测方面，能够实现很高的检测灵敏度，成本比TDLAS要高。LHS和SHS都属于高精度、高光谱分辨的气体检测技术，适用于温室气体的柱浓度或垂直廓线探测，可用于地基和星载大气探测领域。虽然光谱学检测技术的原理各不相同，但基本都是基于温室气体在红外波段的特征吸收光谱来进行浓度反算的，针对不同的应用场景，综合上述技术的测量优势，可以实现多空间尺度、多时间尺度、多气体组分的连续自动监测，满足生态、环境、气候研究对温室气体排放监测的多样需求。在温室气体高灵敏探测技术方面，以美国Picarro、ABB为代表的气体分析仪器公司，开发了高性能的CRDS、OA-ICOS气体检测仪器，在国内大气背景站、高原科考及其他温室气体高精度测量需求领域占据了绝对市场；温室气体柱总量及垂直廓线探测方面，德国Bruker超高分辨FTIR地基遥感是TCCON等组织全球碳排放观测的主要技术方案；德国航空航天中心利用星载DIAL实现了三种主要温室气体的高精度遥感探测；LHS地基/星载温室气体探测是NASA发展部署中的技术方案，相关产品的工程化和应用水平处于国际领先地位；在温室气体区域分布航测和排放源遥测评估方面，德国不莱梅大学开展了基于SCIAMACHY卫星和机载WFMDOAS的算法及系统集成研究。目前国内在温室气体监测技术研究方面也开展了大量的工作，一些产品仪器也实现了产业化推广，包括原位点式TDLAS温室气体监测仪、开放光路长光程TDLAS温室气体测量仪、机载高灵敏CRDS温室气体分析仪、原位点式高精度OA-ICOS温室气体分析仪和温室气体SHS卫星监测载荷等，代表性研究单位包括中国科学院安徽光机所、中国科学院大连化学物理研究所、中国科学技术大学、国防科技大学、山西大学、南京信息工程大学等。由于起步较晚，国内在温室气体高端分析仪器性能上，尤其是测量精度、环境适应性和长期稳定性等技术指标方面与国外还存在一定的差距。