开路涡度相关测量系统

荷兰应用科学院（TNO, the Netherlands Organisation for Applied Scientific Research）和荷兰国家公共卫生与环境研究所（RIVM, National Institute for Public Health and the Environment）的联合研究团队发表了一篇题为“ Field comparison of two novel open-path instruments that measure dry deposition and emission of ammonia using flux-gradient and eddy covariance methods "的研究论文，已发表于《Atmospheric Measurement Techniques》。实验项目：使用梯度法、涡动相关法和两种新型开路仪器的氨沉降测量项目地点：荷兰 Ruisdael 观测站合作伙伴：荷兰应用科学院和荷兰国家公共卫生与环境研究所的联合研究团队部署仪器：HT8700大气氨激光开路分析仪项目简介：氨的干燥沉积(NH3)是荷兰大气向土壤和植被的氮沉积的最大因素，导致富营养化和生物多样性的损失。然而，学术界对于氨通量测量的数据十分有限，而且通常最多只有月度分辨率。造成这种情况的一个重要原因是在干燥条件下测量氨通量非常困难。过去，没有一种技术可以被认为是氨通量测量的黄金标准，这使得新技术的测试和判断其质量变得复杂。 这项研究展示了两种新型测量装置的相互比较结果，旨在以半小时分辨率测量氨的干沉降。在为期五周的比较期内，研究人员在荷兰 Cabauw 的 Ruisdael 观测站并排运行了两种光学开路的通量观测技术：其一是使用梯度法通量技术新型 RIVM-miniDOAS 2.2D 仪器，其二是宁波海尔欣光电科技有限公司推出的使用涡度协方差技术的HT8700大气氨激光开路分析仪。HT8700大气氨激光开路分析仪部署于荷兰的观测站RIVM-miniDOAS 2.2D和HT8700大气氨激光开路分析仪均为开路式光学仪器，在测量过程中直接测量氨在大气中的含量。除此之外，它们在测量原理和从测量浓度得出沉积值的方法上存在很大差异。在迎风地形均匀又没有附近障碍物时，两种不同的技术显示出非常相似的结果（r = 0.87）。观察到的通量从约80 ng NH3 m-2 s-1 的沉降到约140 ng NH3 m-2 s-1 的排放不等。无论是在绝对通量值还是实时的通量和浓度变化，两种截然不同的技术中获得了相似的结果，这证实了两种仪器都能够在至少几周的连续时间内以高时间分辨率测量氨通量。不过这个相关性也会受到其他因素影响，例如当风向受到附近障碍物干扰时。HT8700与定制化RIVM-miniDOAS 2.2D 仪器所测量的氨通量变化显示高度的一致性此外，论文中还讨论了两个系统的技术性能（例如，正常运行时间、精度）和实际局限性。miniDOAS 系统的正常运行时间达到了 100%，但在这次活动中对两台仪器进行了定期校准（占7周正常运行时间的35%）。而HT8700在下雨期间和下雨后不久数据有效性较低，并且其早期产品使用的光学镜面涂层可能会退化，导致约21%的数据缺失（针对此问题的升级版光学镜面已经交付客户使用）。虽然HT8700在恶劣天气条件下的独立运行时间有限，在适当的情况下，该系统仍然可以提供良好的结果，为未来的升级迭代版本打开了良好的前景，将能适用于业务化的实时氨通量监控应用。这些仪器所提供的崭新的高时间分辨率数据将促进对氨干沉降过程的研究，从而更好地理解氨沉降过程，并更好地对化学传输模型进行参数化。HT8700大气氨激光开路分析仪产品升级自动清洁自动清洁系统使用清洗和喷气功能来清除下镜面的灰尘，免除常规的手动清理。并采用了一种全新的镜面涂层技术，增强耐腐蚀性，以保证实地的长期观测。降雨传感如遇降雨天气，系统收集的数据为无效数据。增设降雨识别芯片，通过传感装置实时反馈至系统。并将降雨期间收集的数据特殊标注，便于使用者筛选有效数据。镜片加热在野外工作过程中会遇到低温条件，普通镜片易积水雾，影响镜片反射效率。开发加热系统，增设加热组件，可将镜片温度提至高于环境温度。确保反射能力不受低温、冷凝、降雨影响，使仪器分析结果更精准、更可靠。HT8700搭载升级版光学镜面，进行全新一轮野外测试通过这次研究，我们可以看到，RIVM-miniDOAS 2.2D和HT8700大气氨激光开路分析仪在测量氨沉降方面具有很高的潜力和应用价值。尽管这两种仪器在测量原理和数据处理方法上存在差异，但在一定条件下，它们都能提供准确可靠的测量结果。此外，通过不断的技术升级和改进，HT8700大气氨激光开路分析仪的性能和稳定性得到了进一步提高，为未来的氨沉降测量提供了更好的工具和手段。总之，这项研究提供了有关氨沉降测量的新思路和新方法，为未来的环境保护和生态学研究提供了新的工具和手段。我们相信，随着技术的不断进步和研究的深入，我们将能够更好地了解氨沉降过程，为保护环境、维护生态平衡和促进可持续发展做出更大的贡献。

在涡度协方差系统中，如何确保测量准确?三维超声风速仪是涡度协方差测量系统中的核心测量组件。有研究表明，在对风速进行测量时，哪怕超声风速仪传感器的体积很小，也会对风速测量结果产生偏差。另外，如果采用合体式设计思路，即把三维超声风速仪和气体分析仪合二为一。由于气体分析仪位于三维超声风速仪采样空间内部或与其非常接近，会产生较大的风速测量误差（图1）。图1 理论上，涡度协方差系统最好测量同一涡旋的风速和其对应的气体密度。但在实际测量时，却不能这样。合体式设计思路，由于其测量组件本身就会对涡旋造成扰动，这种扰动所导致的测量误差很难被量化，且不可进行后续订正。 【解决方案】研究表明，一个简单的解决方案就是采用分体式思路：三维超声风速仪和气体分析仪以一定间距（10-20cm）分开测量。这种分体式测量，只需对原始数据做一个简单的数据订正就可以得到准确结果。【产品应用实例】海尔欣昕甬智测HT8700大气氨激光开路分析仪的涡度协方差测量系统以严谨的科研数据为依据，采用分体式设计思路（图2），适用于长时间高分辨率连续在线监测，涡度通量数据更科学、更精准、更可靠。图2 【HT8700大气氨激光开路分析仪分析仪】HT8700大气氨激光开路分析仪分析仪由宁波海尔欣光电有限公司自主研发、生产、销售，为“昕甬智测”品牌国产创新产品，是一款高精度、高灵敏度的仪器，专门用于实时监测大气中氨的浓度。通过先进的激光技术和信号处理算法，它能够快速、准确地测量氨气浓度，为环境监测和空气质量管理提供可靠数据支持。仪器采用量子级联激光技术，应用两面暴露在大气中的高反射率镜面对中红外激光进行多次反射，有效光程达数十米，测量目标气体对特征吸收峰处中红外激光能量的微弱吸收，通过对吸收峰光谱曲线的实时积分进行痕量气体的浓度反演。【应用案例】【点击查看】中国农业大学：华北农区开展秋冬季地气氨交换通量高频观测【点击查看】中科院大气所：亚热带稻田施肥期间氨排放通量【点击查看】湖北农科院：国家农业环境潜江观测实验站建设

论文速览水蒸气是大气中最重要的温室气体，在地球的水分和能量平衡中发挥着重要作用。可靠观测和准确估算大气水汽（H2O）通量对于生态系统管理和地球系统模型的开发至关重要。目前，涡度协方差（EC）技术被为是测量各种生态系统类型中能量、碳和水蒸气湍流通量的标准方法，该技术的发展主要依赖快速响应的水汽浓度传感器。为满足研究需要，海尔欣昕甬智测联合中国科学院大气物理研究所王凯所在的研究团队与宁波诺丁汉大学研发了一款高精度快响应的开路式激光水汽分析仪——HT1800。该仪器基于可调谐激光吸收光谱（TDLAS）技术，采用近红外波段（1392 nm）的激光源和开放式的测量光路，实现大气水汽浓度的高频（10 Hz）连续测定，以最小扰动捕捉水汽的湍流脉动变化，进而基于涡动相关原理直接获得地表与大气间的水汽交换通量，是测量潜热通量，ET通量，和对其他气体通量进行水汽校正的仪器。研究团队制备了两台HT1800水汽开路分析仪，其激光波长分别为1392 nm 和1877 nm。通过与欧洲共同体界两种水蒸气分析仪LI-7500RS和IRGASON的相互比较实验，对这两种分析仪的现场性能进行了评估（图1）。三种分析仪测得的水蒸气密度与参考传感器的整体一致性很高。HT1800、LI-7500和IRGASON的平均密度漂移分别为 3.7%-5.2%、4.0% 和 3.8%。同时，HT1800测得的半小时平均水通量与LI-7500RS和IRGASON的测量结果高度一致，差异仅为&minus 0.2%~1.6%（图2），表明HT1800可以准确地测量大气中的水分含量。HT1800在数据可用性、通量检测限和对高频湍流变化的响应等方面也适用于欧共体应用。此外，团队还研究了光谱效应如何影响 H2O 密度和通量的测量。发现波长为1392nm的激光器更容易受到光谱效应的影响，但校正这种偏差后的通量与IRGASON的通量显示出高一致性。考虑到激光器和光电探测器的成本优势，以及实现量产后将具有的竞争优势，该仪器可为地表蒸散发的高频测量和其他痕量气体通量的水汽干扰效应矫正提供一种经济且有效的自主解决方案。图1 HT1800开路式水汽分析仪与两款美国进口仪器（LI-7500RS和IRGASON）野外对比观测图2 HT1800开路式水汽分析仪与两款美国进口仪器（LI-7500RS和IRGASON）测量的水汽浓度和通量对比HT1800开路式水汽分析仪经济实用，易于安装和维护适合涡动协方差对中等区域的蒸散发(ET)测量开放式路径，测量频率高达20Hz无其他气体分子的交叉干扰无运动部件，稳定可靠长寿命，适用于多种现场部署低功率(10W)，可由太阳能电池板提供【论文信息】Wang K., Huang, L., Zhang, J.T., Zhen, X.J., Shi, L.L., Lin, T.J.*, Zheng X.H., Wang Y.*, 2024. Measuring turbulent water vapor fluxes using a tunable diode laser-based open-path gas analyzer. Water 16(2), 307.【点击此处查看论文】

上周7/15，宁波海尔欣光电科技有限公司应邀参与“2022年生态系统变化和固碳观测技术与方法精品培训班”。本次培训由中国生态系统研究网络（CERN）与中国科学院地理科学与资源研究所主办，旨在为野外监测人员和数据管理人员提供一个关于生态系统变化和固碳观测技术的培训，以期全面性提高技术水平、监测能力、研究能力和服务能力。 针对《生态监测技术、方法和仪器案例》此一主题，我司应用工程师张卫玲介绍了昕甬智测品牌的高精度痕量气体分析仪。其中包含了HT8700开路式大气氨分析仪在国内中科院大气所、中国农大的应用案例，并首次公开介绍了在荷兰的客户案例——该项目采用基于紫外差分光谱法仪器的梯度通量技术和基于红外激光HT8700仪器的涡动通量技术，在荷兰的畜牧区进行长时间的技术对比，并由此两种大相径庭的技术获得了高度一致的实验结果。 面对蒸散发通量测量及EC通量中高频水汽浓度的需求，该报告同时介绍了HT1800开路式水汽分析仪。通过野外对比测试，HT1800开路式水汽分析仪展现出与进口水汽分析仪匹配的性能，并获邀参与今年EGU（欧洲地球科学联合会）年会报告。因应国家“碳中和”、“碳达峰”的目标，昕甬智测也推出了其他专为涡动通量观测打造的各类开路式温室气体分析仪，可测量的组分包含H2O、CO2、CH4、N2O、NH3。我们期待与用户一起进行仪器功能的开发拓展、系统集成，希望在这样的一个开放共享的政策下，仪器与客户共同成长，让国产仪器得到世界的认同，也为全球碳中和目标唱响中国的号角。

近日，来自山东师范大学物理与电子科学学院的联合研究团队发表了一篇题为Effects of Temperature and Humidity on the Absorption Spectrum and Concentration of N2O Using an Open-Path Sensor System的研究论文。IntroductionSince China’ s proposal of the “carbon peak” and “carbon neutrality” goals, the government and society have attached great importance to the problems of air pollution and global warming. Nitrous oxide (N2O) is among the six greenhouse gases under the Kyoto Protocol. N2O content is relatively low compared to carbon dioxide (CO2), but its global warming potential is about 310 times that of CO2. In addition, it is destructive to ozone (O3). There are many reasons for the changes in N2O concentrations in the atmosphere, which are partly due to anthropogenic activities, such as the widespread use of fertilizers in agricultural activities. The concentrations of other gases in the atmosphere, as well as the wind speed and direction, are all correlated with changes in N2O concentrations. At the macro level, temperature and humidity are also factors affecting the absorption coefficient of N2O gas. However, relatively few studies have been conducted on the specific effects of temperature and humidity on N2O gas, and analysis has also been lacking on the influence of temperature and humidity on the absorption spectrum and the concentration of N2O. Moreover, some uncertainty and variability remain in the observations of the relationship between N2O gas concentrations and temperature and humidity. The reasons for these discrepancies may be regional differences, differences in observation methods, and imperfections in data, which are all important bases for measuring the N2O concentration in atmospheric, medical, combustion, and agricultural processes. Thus, further research and exploration, combined with additional field observations and modeling experiments, can uncover the mechanism of temperature and humidity on the N2O concentration. Consequently, providing a scientific basis for this concentration is essential for reducing N2O emissions, controlling climate change, and promoting sustainable development and environmental protection. 简介自中国提出“碳峰值”和“碳中和”目标以来，政府和社会对空气污染和全球变暖问题给予了极大关注。N2O是《京都议定书》下的六种温室气体之一。与二氧化碳（CO2）相比，N2O含量相对较低，但其全球变暖潜力约为CO2的310倍。此外，它对臭氧（O3）具有破坏性。大气中N2O浓度的变化有许多原因，部分原因是人类活动造成的，例如在农业活动中广泛使用化肥。大气中其他气体的浓度以及风速和风向都与N2O浓度的变化相关。在宏观水平上，温度和湿度也是影响N2O气体吸收系数的因素。然而，对温度和湿度对N2O气体具体影响的研究相对较少，对温度和湿度对N2O吸收谱和浓度的影响分析也不足。此外，在N2O气体浓度与温度和湿度之间的关系观察中仍存在一些不确定性和变异性。导致这些差异的原因可能是地区差异、观测方法差异以及数据的不完善，这些都是测量大气、医疗、燃烧和农业过程中N2O浓度的重要基础。因此，进一步的研究和探索，结合更多的现场观测和建模实验，可以揭示温度和湿度对N2O浓度的机制。因此，为减少N2O排放、控制气候变化，促进可持续发展和环境保护提供科学依据至关重要。Experimental DetailsSensor SetupBased on WMS technology and an open optical path, an open optical-path detection system for detecting N2O gas in the atmosphere was built. The schematic diagram is shown in Figure 1. The sensor system is composed of a light-source module, photoelectric Remote Sens. 2023, 15, 5390 4 of 11 detection module, and data processing module. The light-source module mainly consists of signal generation, a laser drive, QCL, and an indication light source. To effectively realize the tunable characteristics of laser emission wavelength, we designed the signal generator plate to generate a high-frequency sine wave signal with a frequency of 10 kHz to realize the modulation function and to generate a low-frequency sawtooth wave signal with a frequency of 10 Hz to realize the scanning function. The two signals are superimposed on the laser driver, controls the temperature and central emission wavelength of QCL and converts it into an injection current acting on the detection light source QCL so that the emission wavelength of QCL is in the tunable range of 2203.7–2204.1 cm&minus 1.实验细节传感器设置基于波长调制光谱学（WMS）技术和开路光学路径，建立了一种用于检测大气中N2O气体的开路光学路径检测系统。示意图如图1所示。该传感器系统由光源模块、光电检测模块和数据处理模块组成。光源模块主要包括信号生成、激光驱动、量子级联激光器（QCL）和指示光源。为了有效实现激光发射波长的可调特性，我们设计了信号生成器板，生成频率为10 kHz的高频正弦波信号以实现调制功能，并生成频率为10 Hz的低频锯齿波信号以实现扫描功能。这两个信号叠加在激光驱动器上，控制QCL的温度和中心发射波长，并将其转化为作用于检测光源QCL的注入电流，使QCL的发射波长处于2203.7–2204.1 cm-1的可调范围内。Figure 1. Schematic diagram of N2O open optical sensor system.项目使用的激光驱动器是宁波海尔欣光电科技有限公司的QC750-TouchTM量子级联激光屏显驱动器。&bull 集成电流及温控驱动，功能完备；&bull 温度控制驱动采用非PWM式的连续电流输出控制，大大延长TEC器件的使用寿命；&bull 多种输出安全保护机制，保护QCL使用安全：可调电流钳制、输出缓启动、过压欠压保护、超温保护、继电器短路输出保护；&bull 大电流软钳制功能，避免误操作大电流损坏激光管；&bull UI界面显示便于用户操作使用及数据观测；&bull 全自主研发，集成度高，性价比高。QC750-TouchTM, Ningbo HealthyPhoton Technology, Co., Ltd.Selection of N2O TransitionsTo achieve effective detection of N2O gas molecules, we need to select the absorption line intensity and the emission central wavelength of the laser. First, combined with the HITRAN-2016 database, the wave number range of 2000–2250 cm&minus 1 was selected to analyze the region of the absorption spectral line intensity of N2O, and then carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), and water (H2O) molecules were simulated and analyzed, as shown in Figure 2. Within this wave number range, the absorption spectra of CO2 were mainly distributed within the 2000–2081 cm&minus 1 range, and the absorption spectra of CO gas were distributed within the 2025–2200 cm&minus 1 wave number range. The absorption spectra of N2O gas were distributed before the 2020 cm&minus 1 wave number range. The absorption spectra of N2O gas molecules were mainly distributed in the 2200–2250 cm&minus 1 wave number range, and they were far from the absorption spectra of water vapor and other gases, reducing interference. At around 2203.7 cm&minus 1 , the absorption spectra of N2O gas were the strongest. Therefore, we set the position of the N2O absorption line to 2203.7333 cm&minus 1, which was used as the wave number of the QCL emission center. The corresponding spectral line intensity was 7.903 × 10&minus 19 (cm&minus 1 .mol&minus 1 ). The central current and temperature of QCL were set at 330 mA and 36.0 ◦ C, respectively.N2O跃迁的选择为了有效检测N2O气体分子，我们需要选择吸收线强度和激光的发射中心波长。首先，结合HITRAN-2016数据库，选择了2000–2250 cm&minus 1的波数范围，以分析N2O吸收光谱线强度的区域，然后对一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）和水（H2O）分子进行了模拟和分析，如图2所示。在这个波数范围内，CO2的吸收光谱主要分布在2000–2081 cm&minus 1范围内，CO气体的吸收光谱分布在2025–2200 cm&minus 1波数范围内。H2O气体的吸收光谱分布在2020 cm&minus 1波数范围之前。N2O气体分子的吸收光谱主要分布在2200–2250 cm&minus 1波数范围内，远离水蒸气和其他气体的吸收光谱，减少了干扰。在2203.7 cm&minus 1左右，N2O气体的吸收光谱最强。因此，我们将N2O吸收线的位置设置为2203.7333 cm&minus 1，用作QCL发射中心的波数。相应的光谱线强度为7.903 × 10&minus 19（cm&minus 1mol&minus 1）。QCL的中心电流和温度分别设置为330 mA和36.0 ℃。Figure 2. The intensity distribution of absorption lines of N2O, CO, CO2, and H2O in the range of 2000–2250 cm&minus 1.ConclusionsIn this study, we investigated the effects of temperature and humidity on the concentration of N2O and its absorption spectra using an open-path sensor system. By combining theoretical analysis and field monitoring, we first conducted monitoring of N2O in a campus environment, analyzing the effects of temperature on its concentration and absorption spectra. We discovered that the concentration of N2O would increase correspondingly with the increase in temperature. The influence of humidity on N2O concentration was monitored under the condition that the ambient temperature of the laboratory remained unchanged. The concentration of N2O was negatively correlated with humidity. The 2f and 1f signals under different temperature and humidity levels were extracted for analysis. We found that the higher the temperature, the smaller the peak value of the 2f and the 1f signals, which accords with the trend of the Gaussian function changing with temperature. Under different humidity conditions, the lower the humidity, the larger the 2f signal peak the higher the humidity, the smaller the 2f signal. This study is of great significance for analyzing the relationship between N2O and environmental parameters such as temperature and humidity. We hope that our research findings can assist environmental agencies in formulating more effective environmental policies for different environments. In the future, we can use QCL to analyze the relationship between N2O and other environmental and gas parameters.结论在本研究中，我们利用开路传感器系统研究了温度和湿度对N2O浓度及其吸收光谱的影响。通过理论分析和现场监测相结合，我们首先在校园环境中进行了N2O监测，分析了温度对其浓度和吸收光谱的影响。我们发现随着温度升高，N2O浓度相应增加。在实验室环境中，保持环境温度不变的条件下监测了湿度对N2O浓度的影响。N2O浓度与湿度呈负相关。在不同温度和湿度水平下提取并分析了2f和1f信号。我们发现温度越高，2f和1f信号的峰值越小，这与高斯函数随温度变化的趋势相符。在不同湿度条件下，湿度越低，2f信号峰值越大；湿度越高，2f信号越小。这项研究对分析N2O与温度、湿度等环境参数之间的关系具有重要意义。我们希望我们的研究结果能够协助环境机构为不同环境制定更有效的环境政策。未来，我们可以利用QCL来分析N2O与其他环境和气体参数之间的关系。参考：Effects of Temperature and Humidity on the Absorption Spectrum and Concentration of N2O Using an Open-Path Sensor System, Remote Sens. 2023, 15, 5390.

本实验成果发布于EGU General Assembly 2023The relevant paper was published in EGU General Assembly 2023HT1800水汽开路分析仪Open-path Hygrometer引言水汽通量对于干旱监测和灌溉管理至关重要。它也是环境评估和生态系统建模的关键参数。我们之前介绍了一种基于可调谐二极管激光器（TDLAS）的开路水汽分析仪（HT1800，宁波海尔欣光电科技有限公司），适用于涡动相关（EC）法测量水汽通量。考虑到EC测量的光谱效应校正，我们准备了两台HT1800水汽分析仪进行现场实验。其中一台配备了近1392纳米的红外激光器，另一台配备了近1877纳米的激光器。IntroductionWater vapor flux is essential for drought monitoring and irrigation management. It is also a key parameter for environmental assessment and ecosystem modeling.We have earlier presented a TDLAS-based open-path water vapor analyzer (HT1800, HealthyPhoton Co., Ltd.), which is suitable for eddy covariance (EC) measurement of water vapor flux.Considering spectroscopic effect correction for EC measurement, we prepared two HT1800 water vapor analyzers for field experiments. One is equipped with an infrared laser operating near 1392 nm, and the other near 1877 nm.激光源和吸收线选择激光源采用垂直腔面发射激光器（VCSEL），为一种功耗低、性价比高的光源。1392纳米吸收线：TDLAS技术用于水汽检测中最常用的波长之一。1877纳米吸收线：仿真和实验结果均发现其吸收线形变化较小，与温度的依赖关系较弱。Laser source and absorption line selectionVertical cavity surface emitting laser (VCSEL): low-power consumption and cost-effective light source1392nm: one of the most used for TDLAS detection of water vapor1877nm: found to have less temperature-dependent absorption lineshape variations现场部署地点：中国苏州市农业科学院（31°27'09.205''N，120°25'33.222‘’E）时期1（图a）：时间：2022年5月7日至16日风速仪：METEK© u-Sonic3 Cage MP分析仪1：HT1800（1877纳米）分析仪2：LI-COR© LI-7500RS时期2（图b）：时间：2022年9月10日至10月5日风速仪：Campbell© CSAT-3分析仪1：HT1800（1392纳米）分析仪2：Campbell© EC150Field deploymentSite: Suzhou Academy of Agricultural Sciences of China. (31°27'09.205''N, 120°25'33.222‘’E)Period 1 (figure a): Time: May 7&minus 16, 2022Anemometer: METEK© u-Sonic3 Cage MPAnalyzer 1: HT1800 (1877nm)Analyzer 2: LI-COR© LI-7500RSPeriod 2 (figure b): Time: September 10&minus October 5, 2022Anemometer: Campbell© CSAT-3Analyzer 1: HT1800 (1392nm)Analyzer 2: Campbell© EC150结论我们通过现场部署调查了HT1800在测量水汽通量方面的性能。与另外两台商用分析仪的比较结果表明高度一致性。采用1392纳米激光源的分析仪由于温度漂移而需要更高的光谱学校正率。然而，经校正后的数据与成熟分析仪的测量结果高度一致。考虑到其便捷性，本研究证明了基于可调谐二极管激光器的1392纳米激光分析仪可以作为一种经济实惠的解决方案，用于精确测量水汽通量。ConclusionsWe investigated the HT1800 performance of measuring water vapor flux through field deployment. The comparisons with another two commercial analyzers showed high consistency. The analyzer with a 1392nm laser source leads to a higher spectroscopic correction rate due to temperature drift. However, the corrected data showed a high degree of agreement with the measurements from a mature analyzer.Considering its convenient availability, this work demonstrated that a TDLAS-based analyzer with a 1392nm laser could be used as a cost-effective solution to measure water vapor flux precisely. 参考文献：Ting-Jung Lin, Kai Wang, Yin Wang, Zhimei Liu, Xiaojie Zhen, Xiaohua Zhang, Li Huang, Jingting Zhang, and Xunhua Zheng, “Measuring evapotranspiration fluxes using a tunable diode laser-based open-path water vapor analyzer,” EGU General Assembly 2023, EGU23-4030, 2023.

仪器信息网讯 2011年9月14-16日，由基因有限公司农业环境科学部暨北京力高泰科技有限公司主办的美国LI-COR公司涡度相关野外观测技术研讨班在京举行。本次研讨班内容主要涉及碳通量研究领域的国内外最新进展，各种碳通量仪器在实际应用中遇到的常见问题及解决方案，EddyPro软件使用，相关数据分析处理方法等内容。150余位来自环境、生态、农业、地理、林业等领域的LI-COR产品用户参加了此次活动。研讨会现场基因有限公司农业环境科学部暨北京力高泰科技有限公司总经理张政先生主持活动　　基因有限公司特别邀请到了美国LI-COR公司应用科学家Dave Johnson博士、Liukang Xu(徐六康)博士和Jiahong Li(李加宏)博士作为主讲人。三位专家分别介绍了美国LI-COR公司概况及产品线情况、涡度相关理论、涡度相关系统的设计与规划等内容。他们在报告中介绍到：　　目前，全球碳循环研究方面的主要仪器LI-7500/A、LI-8100/A等均由美国LI-COR公司研发生产，其为生态、农业、林业、环境、气象和海洋等研究工作提供了强有力的支持。2009年LI-COR公司正式发布开路式高频甲烷分析仪——LI-7700，从而，真正实现了甲烷的涡度相关野外观测。　　与此同时，LI-COR公司改进和升级了涡度相关系统二氧化碳/水汽开路分析器LI-7500A以及高频闭路二氧化碳/水汽分析器LI-7200，作为涡度相关系统在恶劣天气条件下的数据补充。2011年LI-COR公司正式推出了EddyPro免费软件，便于广大研究者更准确、便捷的分析涡度相关研究中的各项数据，极大的方便了研究者的使用。美国LI-COR公司应用科学家Dave Johnson博士美国LI-COR公司应用科学家Liukang Xu(徐六康)博士美国LI-COR公司应用科学家Jiahong Li(李加宏)博士　　本次培训还设置了现场操作环节，三位专家现场演示了LI-COR涡度相关系统的安装方法、校准方法、数据处理软件的安装方法，并现场指导用户如何处理、分析原始数据，到场用户反应热烈。现场交流与演示　　附录：北京力高泰科技有限公司　　http://ecotek.instrument.com.cn/　　http://www.ecotek.com.cn/

近日，来自山东师范大学光学与光子器件技术重点实验室的联合研究团队发表了一篇题为 Open-path sensor based on QCL for atmospheric N2O measurement 的研究论文。Recently, a collaborative research team from the Shandong Provincial Engineering and Technical Center of Light Manipulations & Shandong Provincial Key Laboratory of Optics and Photonic Device, School of Physics and Electronics, Shandong Normal University published a research paper titled Open-path sensor based on QCL for atmospheric N2O measurement.简介作为重要的温室气体之一，氧化亚氮（N2O）可能导致空气污染和全球变暖。N2O在大气中的寿命很长，更糟糕的是，其全球变暖潜力比二氧化碳高300倍。因此，开发一种快速、实时和高精度的气体传感器系统，用于检测大气中的N2O浓度水平，对于更好地理解全球变暖和气候变化至关重要。调谐二极管激光吸收光谱学（TDLAS）在高灵敏度、选择性和快速响应领域广泛报道，并已被证明是实时检测N2O的可靠工具。基于波长调制光谱学（WMS）的TDLAS已被证明是提高检测灵敏度和降低电子噪声的良好方法。大多数传感器是封闭路径系统。这严重限制了在远程或露天研究中进行连续监测的实际适用性，并限制了测量的空间覆盖范围。为解决这一问题，本文开发了一种紧凑的开放光学路径气体传感器系统。Introduction As one of the important greenhouse gases, nitrous oxide (N2O), can give rise to air pollution and global warming. N2O has a long atmospheric lifetime, and worse its global warming potential is 300 times higher than carbon dioxide. Therefore, the development of a fast, real-time, and high-precision gas sensor system for detecting the atmospheric N2O concentration level is essential for the better understanding of global warming and climate changes.Tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS), as a versatile technique, has be widely reported for real-time analysis of gas compositions in the field of high sensitivity, selectivity, and fast response and it has been demonstrated as a dependable tool for real-time detection of N2O. Wavelength modulation spectroscopy (WMS) based TDLAS has been proved to be a good method for improving the detection sensitivity and reducing the electronic noise. Most of sensors are closed-path systems. This severely restricts the practical applicability of continuous monitoring in remote or open-field researches, and limits the spatial coverage of the measurements. To address this problem, in this paper, we develop a compact openoptical-path gas sensor system.实验细节基于QCL的开路N2O气体传感器的系统框架如图1所示。它主要由三部分组成：激光系统、光学元件和数据处理部分。激光系统由QCL、激光驱动器和信号发生器组成。光学部件具有检测光路和参考光路。数据处理部分包括数据采集、信号处理和显示模块。The system framework of the open-path N2O gas sensor based on QCL is depicted in Fig. 1. It mainly consists of three parts: the lasersystem, the optical elements, and the data processing section. The laser-system consists of a QCL, a laser drive and a signal generator. The optical component has the detecting and reference optical paths. The data processing section includes the data acquisition, signal processing and display modules.Fig. 1. The N2O sensor system schematic diagram.宁波海尔欣光电科技有限公司为此项目提供了HPQCL-Q&trade 标准量子级联激光发射头，QC750-Touch&trade 量子级联激光屏显驱动器，HPPD-M-B 前置放大制冷一体型碲镉汞（MCT）光电探测器。HealthyPhoton Technology Co., Ltd. , provided a QCL(HPQCL-Q&trade ), a driver(QC750-TouchTM), a HgCdTe photodetector (HPPD-M-B) for this project.HPQCL-Q&trade QC750-Touch&trade HPPD-M-B在这项工作中，需要考虑N2O或其他物质（主要是水蒸气）的光谱吸收干扰，以减少它们对系统特异性和准确性的副作用。如图2(c)所示，根据HITRAN 2016数据库，已经模拟了N2O、CO和CO2的吸收线强度，范围从2020 ~ 2220 cm-1。幸运的是，N2O的独特基本振动带在波数为2200cm-1左右，远离水蒸气的吸收带。因此，室温下的QCL可以达到N2O的基本振动带，检测灵敏度为ppb级。考虑到灵敏度和成本，选择了中心波数为2203.73 cm-1的QCL来检测N2O。QCL的中心电流和温度分别设置为330 mA和36.0 °C。DetailsIn this work, we need to take the spectral absorption interference of N2O or other substances (mostly water vapor) into consideration in order to reduce their side effects on the specificity and accuracy of the system. As depicted in Fig. 2(c), the absorption line intensity of N2O, CO and CO2 have been simulated from 2020 ~ 2220cm-1, according to the HITRAN 2016 database. Fortunately, the unique fundamental vibration band of N2O is around wavenumber of 2200cm-1, which is stay away from the absorption band of water vapor. Therefore, the N2O fundamental vibration band can be reached by room-temperature QCL, and the detection sensitivity is ppb level. Taking sensitivity and cost into consideration, a QCL emitting at center wavenumber of 2203.73 cm-1 was selected for detection of N2O. Of the QCL, the central current and temperature were set at 330 mA and 36.0 ◦ C, respectively.Fig. 2. (a): The relationship between the QCL emission wavenumber and drive current. (b): The dependence the QCL emission wavenumber and temperature. (c): The intensity distribution of absorption lines of N2O, CO and CO2 in the range of 2020 ~ 2220 cm-1.结论我们实现了用一种紧凑的开路气体传感器检测大气中的N2O。在这种传感器中，采用了波长调制光谱学与1f-归一化WMS检测策略，以提高检测灵敏度并消除光强度波动的影响。对20 ppm N2O标准气体进行了校准，标准偏差为0.011 ppm，表明具有高精度。对实验室N2O空气进行了连续7小时的测量，浓度的标准偏差低于1.5 ppb。我们使用Allan偏差分析得出，在1秒的积分时间下，N2O的检测限为1.1 ppb，而在最佳积分时间为95秒时，灵敏度可以提高到0.14 ppb。通过在自然环境中进行的为期两天的实时测量验证了所开发传感器系统的长期稳定性。得出的结果充分证明我们的开放光学路径气体传感器系统具有快速响应、良好稳定性、高灵敏度和卓越的精度。在实际应用方面，该系统可用于检测农田和汽车尾气中的N2O排放。此外，我们认为通过更新具有不同发射波长的QCL，传感器系统还可以检测不同类型的微量气体。Conclusions A compact open-path gas sensor is developed for detection of atmospheric N2O. In such sensor, the wavelength modulation spectroscopy with 1f-normalized WMS detection strategy is employed to improve the detection sensitivity and eliminate the influence of light intensity fluctuations. The 20 ppm N2O standard gas is calibrated and the standard deviation is 0.011 ppm, which demonstrates it has high accuracy.Laboratory N2O air is continuously measured for 7h and the standard deviation of the concentration is below 1.5 ppb. We use Allan deviation analysis to derive that N2O detection limit is 1.1 ppb at integration time of 1 s, and the sensitivity can be improved to 0.14 ppb at an optimal integration time of 95 s. The long-term stability of the developed sensor system is verified by a two-day real-time measurement in ambient air. The derived results well demonstrate our open-optical-path gas sensor system has a fast response, a good stability, a high sensitivity, and an excellent accuracy.In terms of practical application, the developed system can be used to detect N2O emissions in farmland and automobile exhaust. Furthermore, we believe the sensor system can detect different types of trace gases, by updating QCLs with different emission wavelengths.参考来源：Open-path sensor based on QCL for atmospheric N2O measurement,Results in Physics 31 (2021) 104909

项目地点山西省晋中市榆次区北头村同时饲养猪、牛、羊的某养殖场项目背景随着社会的发展和养殖业规模的扩大，农业源 NH3 对环境空气质量的影响越来越大，它们在自然界中占有很大的比重，可促进二次气溶胶和灰霾的形成，甚至对大气中O3的产生也有间接影响。项目目标掌握畜舍NH3 排放和扩散规律，了解NH3 对二次气溶胶形成过程的影响，运用模型准确、全面地评价大气NH3 。分析方法该项目使用了开路式激光NH3分析仪（HT8700）用于养殖场NH3 浓度的在线测量。该分析仪采用车辆移动平台搭载形式（图2.3a），它包括Healthy Photon HT8700大气氨激光开路分析仪、 数据采集模块、GPS 模块、超声波三维风速仪模块和实时数据处理模块等（图2.3b）项目采用纳式试剂分光光度法（HJ533-2009）与开路式激光NH3 分析仪测量精度对比实验。结论通过国标法（纳式试剂分光光度法）与开路式激光NH3 分析仪（HT8700）对NH3测量结果进行对比发现HT8700测的结果高于国标法的NH3 浓度值，但在可接受范围内，并不影响对于测量养殖场NH3 的使用，HT8700为开路式，实时测量，方便灵活，便于捕捉养殖场NH3 短期内的波动。相关论文：山西大学李瑞金、耿红、付玉玲《养殖场多畜舍NH3排放测量及对二次气溶胶形成的影响研究》10.27284/d.cnki.gsxiu.2021.001027

氨是大气中最主要的碱性气体，在二次气溶胶颗粒物生成中扮演着重要角色，是引发重霾污染和过量氮沉降的重要活性氮，在农业生产中，氨挥发也是农田氮养分损失的主要途径。因氨具有强表面吸附力和水溶性等特性，大气氨浓度和地气氨交换通量的原位准确测量一直是学界的一大挑战，目前国际上主流的测量仪器大多采用闭路吸入式的构造，采样管路的吸附效应一直制约着大气氨浓度的快速高频高精度测量。与此同时，闭路仪器和搭配使用的外置抽气泵均要求交流供电，这意味着目前绝大多数的大气氨通量观测只能在少数电力条件允许的环境下开展。中科院大气物理研究所王凯和郑循华所在的碳氮循环团队和宁波海尔欣光电科技有限公司深入合作，研发了一款便携式、高精度、快响应的开路多通池激光氨分析仪（图1）。这款仪器基于可调谐激光吸收光谱（TDLAS）技术，采用了分布反馈式量子级联激光（DFB-QCL）的光源，其开放式的光路结构，解决了传统闭路仪器管路吸附引起的测量误差，光机电软各个部分高度集成，可完全由太阳能驱动运行，适合野外条件使用。研究团队基于实验室和野外观测试验，对这款仪器的稳定性、测量精度、准确度等指标进行评价，并以它为核心部件，集成开发了一套基于大气湍流方法（涡动相关法）的氨通量观测系统（图2），这是目前测量地气氨交换通量的理想方法。图1 HT8700型开路氨分析仪及其结构图图2 大气氨通量涡动相关法观测系统野外测试结果显示，这款开路氨分析仪可在-15至40度的环境温度下稳定运行，10 Hz采样频率的测量精度（1σ）达0.302 nmol mol-1（即ppbv），半小时氨通量检测限为7.1 ± 1.1 μg N m-2 h-1。凭借这一灵敏度，该通量观测系统能准确有效地测量农田、养殖场等强排放源的氨排放通量，也可有效测量大多数区域的大气氨沉降速率。这款国产仪器的问世，为大气氨浓度和地表与大气间的氨交换通量测量提供了一种先进工具，也将助力国内大气环境学、生态学、农学等领域的氮循环研究。图3 亚热带稻田施肥期间观测的大气氨浓度和地面氨排放通量上述研究工作由国家自然科学基金委面上项目（41975169）和中国科学院从0到1原始创新项目（DBS-LY-DQC007）资助，相关成果发表于国际学术期刊Agricultural and Forest Meteorology。　文章引用：Wang K.*, Kang P., Lu Y., Zheng X.H., Liu M.M., Lin T.J., Butterbach-Bahl K., Wang Y.*, 2021. An open-path ammonia analyzer for eddy covariance flux measurement. Agricultural and Forest Meteorology 308–309: 108570.文章链接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2021.108570原文转自中国科学院大气物理研究所

项目内容：中国科学院广州地球化学研究所测量广州塔附近的大气氨通量，并进行实验比对项目时间：2023年9月项目地点：广州塔仪器安装项目意义&bull 空气质量监测：氨是一种有害气体，常常与空气污染和城市环境质量相关。通过在广州塔上安装氨激光开路分析仪，可以实时监测城市空气中的氨浓度，有助于评估空气质量，并提供数据支持，以采取必要的措施来改善空气质量。&bull 健康保护：氨的高浓度对人类健康有害，可能导致呼吸问题和其他健康问题。通过监测氨浓度，可以提前发现潜在的危险，采取措施来保护城市居民的健康。&bull 环境保护：氨还可以对周围的生态系统产生不利影响，对水体和土壤造成污染。通过监测氨的浓度，可以采取措施来减少氨的排放，降低对环境的不良影响。&bull 科学研究：广州塔上的氨监测数据可以用于科学研究，例如气象学、环境科学和大气化学。这些数据有助于研究氨在城市大气中的来源、传播和化学反应，从而更好地理解城市大气环境。&bull 污染源追踪：氨的监测可以帮助确定城市内潜在的氨排放源，这有助于政府和监管机构采取措施来减少污染源并加强环境管理。知识分享：通量塔的选址和建设原则在生态学、气象学和环境科学等领域，通量塔是一种用于测量大气层中气体和能量交换的设备。这些通量塔用于监测大气和地表之间的物质通量，例如水蒸气、二氧化碳、热量等，以了解生态系统和大气中的不同过程。通量塔通常包括一系列仪器和传感器，用于采集大气和地表参数的数据。选址和建设原则：&bull 代表性地点：通量塔的选址应考虑到它们所监测的生态系统或气象过程的代表性。选择代表性地点可以确保测量结果对于整个区域或生态系统有意义。&bull 最小扰动：通量塔的建设应尽量减少对周围环境的扰动。这包括减少人工结构对生态系统或气象过程的影响，以确保测量的准确性。&bull 高度选择：通量塔通常会建立在不同的高度，以测量气体和能量通量在大气中的垂直分布。选择适当的高度可以提供更全面的数据。&bull 安全考虑：通量塔的建设和维护应符合安全标准，以确保工作人员和环境的安全。通量塔在环境科学研究中起着重要作用，帮助科学家了解大气和生态系统之间的相互作用，以及气体和能量的交换过程。选择合适的位置和正确的建设原则对于获得准确和可靠的数据非常关键。

氨(NH3)是大气中最重要的碱性气体。农业活动，特别是施用合成肥料后的氨挥发，是人为氨排放的主要来源之一，也是农田养分流失的重要途径。这些氮(N)负荷有利于生态系统作为初级生产的营养投入，但也会导致许多环境和公共卫生问题，如生物多样性丧失、富营养化和雾霾污染。因此，特别是在农业地区，准确定量氨挥发和沉积通量对于了解地方和区域氮预算至关重要。然而，氨通量的现场测量仍然存在巨大的不确定性和挑战。 到目前为止，涡流协方差（EC）技术，基于同时测量地面上的湍流空气运动和气体浓度，是测量生态系统和大气之间的能量和质量交换的最直接的方法。对于氨通量测量，EC比其他方法有优势，因为它可以直接量化氨发射和沉积通量，并产生代表场尺度上空间平均的时间连续数据。然而，在过去，由于缺乏快速响应（≥10Hz）和高灵敏度的氨分析仪，特别是那些可以由现场太阳能电池驱动的分析仪，EC的应用受到了严重的限制。海尔欣昕甬智测推出一种采用量子级联激光吸收光谱技术的HT8700大气氨激光开路分析仪。根据实验室和现场测试，该仪器已被证明是在各种环境条件下测量氨通量的有效工具。 HT8700大气氨激光开路分析仪开创性的开路设计用于氨气测量基于量子级联激光技术，自主研发、设计、生产了的开路分析仪，具有低功耗（太阳能供电）、高精度（亚ppbv级）、快响应（10Hz）等特点，特别适合于地面氨排放和大气氨沉降通量的涡动相关法高频自动连续监测。 本研究采用HT8700大气氨激光开路分析仪，在全球氨热点地区之一华北平原的一个典型农业站点进行了氨通量测量。该实验时间持续了5周，并在小麦季节进行。本研究的主要目的是调查该农业基地秋季氨通量的特征，并量化氨对农田的干沉积和氨挥发造成的氮损失。

经过疫情延期种种一波三折，2022 EGU（欧洲地球科学联合会）年会即将在5月23日至27 日召开。宁波海尔欣光电科技有限公司与中科院大气物理研究所联合投稿“A low-cost, open-path water vapor analyzer for eddy covariance measurement of evapotranspiration”（用于蒸散发涡度协方差测量的开路水汽分析仪），荣获大会邀请在线上会议HS6.6：遥感蒸散（RS -ET）分会场，以口头报告的形式呈现我司HT1800开路式水汽分析仪的近期测量结果。 海尔欣 HT1800开路式水汽分析仪外场测试近几年来，因应地球水资源分配不均等问题，低成本水汽分析仪的需求不断增加，特别是对具有更好空间代表性的陆地蒸散通量足迹测算。为应对这一挑战，宁波海尔欣光电科技有限公司与中科院大气物理研究所合作开发并测试HT1800——高精度开路式水汽分析仪，实现了对大气水汽密度的快速灵敏测量。HT1800为国产全自主开发仪器，响应时间短、精度高，适用于基于涡度协方差（eddy covariance）技术的蒸散通量测量。 初步结果表明，在 10 Hz 的采样频率下，HT1800 的精度（1σ 噪声水平）约为 10 μmol mol-1 (ppmv)，性能匹配学界主流的进口分析仪器。HT1800的开放路径配置避免了由于表面吸附而导致的延迟，并且省去采样设备所仰赖的日常人力维护。同时，利用近红外区域的吸收光谱测量水汽密度，可以避免传统非色散红外（NDIR）分析仪因水和二氧化碳之间的光谱干扰而导致的复杂交叉校准。 2022 EGU，我们期待与您线上相会！

Dynamics of ammonia volatilisation measured by eddy covariance during slurry spreading in north ItalyRossana Monica Ferraraa, Marco Carozzib,*, Paul Di Tommasic, David D. Nelsond, Gerardo Fratinie, Teresa Bertolinif, Vincenzo Magliuloc, Marco Acutisg, Gianfranco Ranaaa Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’analisi dell’economia agraria—CREA, Research Unit for Cropping Systems in Dry Environments, via C. Ulpiani 5, 70125 Bari, Italy b INRA, INRA-AgroParisTech, UMR 1402 ECOSYS, Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes, 78850 Thiverval-Grignon, Francec National Research Council of Italy, Institute for Mediterranean Agriculture and Forest Systems (CNR-ISAFoM), 80056 Ercolano, Italy d Aerodyne Research Inc., Billerica, MA 01821, United States e LI-COR Biosciences GmbH, Siemens Str. 25a, 61352 Bad Homburg, Germany f Euro-Mediterranean Center on Climate Change (CMCC), Via Augusto Imperatore 16, 73100 Lecce, Italy g University of Milan, Department of Agricultural and Environmental Sciences, via G. Celoria 2, 20133 Milan, Italy摘要2009和2011年春在意大利北部农田两次测量污泥施肥后氨气排放扩散试验，从施肥、耕地作业至排放现象结束用窝动相关法EC测量氨气通量变化。涡动相关法系统配备Aerodyne氨气快速测量仪能持续监测施肥后氨气挥发情况，分别在24h和30h后耕地作业监测到氨气挥发量突然降低。其中两次试验最大氨气排放为138.3和243.5ugm-2s-1，施肥7天后NH4-N总损失为19.4%和28.5%。试验发现涡动相关法和反向拉格朗日随机模型在动态排放量化结果一致，同时由于排放扩散和气象条件关系因素造成两次试验氨损失不同。结果表明为了提高施肥后氮效率耕地作业最好接近24h内进行，气候条件限制氨气排放（如多云、低温）。概述氨气在气候化学和许多与之相关排放和沉降环境问题扮演重要角色。在欧盟27个成员国中90%氨气来源农业肥料的储存和扩散，畜牧业和合成肥料使用。评估施肥作业中氨气损失与田野和农场氮平衡关系提高农业氮效率合适技术。试验地点试验地点时间为2009（SI-09）3.9ha和2011（SI-11）4.3位于意大利北部Po Valley，两块试验田相邻且农业管理相近。SI-09试验时间为2009.3.26-4.3污泥施肥为87m3/ha,8：00am开始，24h后耕地作业深25cm,持续时间分别为7和1.5h,氨态氮总量为95kg/ha NH4-N。SI-11试验时间为2011.4.6-4.13污泥施肥为75m3/ha,8：30am开始，30h后耕地作业深25cm,持续时间分别为5和2h,氨态氮总量为109kg/ha NH4-N。测量方法01两种氨气浓度测量方法ALPHA被动式扩散采样器位于逆风向距离试验田2.3km测量氨气环境背景值，柠檬酸滤纸捕获氨气比色法测量，。Aerodyne QC-TILDAS氨气快速分析仪监测分子在967cm-1处对辐射的吸收测量每摩尔湿空气摩尔氨气，为了保证数据可靠性每6h用标准化氨气罐进行自动校正。02涡动相关法(EC)测量氨气通量把垂直方向的瞬时风速和氨气浓度的协方差定义为氨气垂直方向通量，采样间隔为30分钟，并考虑到空气密度改变WPL对其结果的影响，WPL作用通常取决于气体背景浓度和通量的等级。EC系统放置在试验田中间，离边界SI-09为78m和SI-11为93m，配备Gill-R2 Sonic Anemometer三维声波风速仪和Aerodyne QC-TILDAS氨气浓度测量仪， 模拟信号从QC-TILDAS传导至Sonic Anemometer，通过EddySoft 软件同时将模拟信号和风速数据进行整合，使用EddyPro软件线下计算每半小时氨气通量。在湍流通量计算失效后系统对试验数据自动进行筛选，同时由于EC系统光谱衰减不可避免性使用频率响应修正系数法对通量损失进行校准。03分散模型反向拉格朗日随机模型（bLS）推测氨气的扩散，使用三维声波风速仪的湍流参数u*,L和Aerodyne QC-TILDAS测量的氨气浓度，ALPHA背景浓度值结合GPS记录排放源区进行建模。数据分析01气象数据对SI-09和SI-11气象数据和微气候数据进行整理（雨量、温度、湿度、风速、太阳辐射、摩擦速度u*和稳定参数z/L）对比，总体SI-09比SI-11气候条件更稳定不利于氨气扩散。02通量源区SI-09试验中白天和晚上89和87%通量来源于试验田中，在SI-11试验中白天和晚上96和94%通量来源于试验田中。SI-09白天(40m比61m)和晚上(76m比164m)的通量源区最大峰值都小于SI-11，主要归结于SI-11更高的大气稳定性。03氨气浓度和氨气通量氨气浓度分析：如图Fig.6由ALPHA被动式采样器和Aerodyne QC-TILDAS测量氨气浓度对比结果看出两种测量结果趋势相似，证实了采集数据的有效性，SI-09和SI-11的RMSE为114.3和102.5ugNH3m-3，R2为0.89和0.9，斜率为1.21和0.95，CRM为-0.04和-0.06。在SI-09中ALPHA和QC-TILDAS浓度有明显差别，周围环境条件是实质因素如高湿度97.7%、低温11.7℃和低风速0.88m/s。氨气通量分析：如图Fig7a-d显示两次试验氨气浓度值和通量表以及空气土表温度湿度总辐射和降雨量。两次试验氨气通量巨大差异主要由于天气条件，特别是SI-11空气温度比SI-09高有利于挥发，同时SI-09降雨和空气温度降低减少了氨气挥发；虽然两次试验耕地作业时间不同，但从标准化氨气累计损失看时间动态非常相似，天气条件是影响氨气浓度和通量主要因素。下图Fig.9显示EC系统和bLS对两次试验通量对比，bLS对于SI-09通量数值稍有高估，对于SI-11有些低估。但显出两种试验方法在两次试验的一致性。结论Aerodyne QC-TILDAS气体监测仪在测量粘性气体NH3优势原理：Aerodyne痕量温室气体&同位素气体监测仪使用可调谐红外激光直接吸收光谱(TILDAS)，在中红红外波长段，来探测分子最显著的指纹跃迁频率。直接吸收光谱法，可以实现痕量气体浓度的快速测量（1s）；采用像散型多光程吸收池技术实现激光可控通道数大于200个,有效测量光程可达76m甚至更长，有效的提高氨气分子的测量精度。NH3、HONO等粘性分子测量优势：粘性气体NH3化学性质活跃，粘性非常大，易于附着在器壁或固体颗粒上，且其易于在气相和颗粒相之间相互转化，这些特性造成了其测量的困难性。★测量精度为ppt级 1S 100SNH3 50ppt 10pptHONO 210 ppt 75 ppt★活性钝化系统（Aerodyne Active Passivation system），提高粘性分子的响应时间，且对高频10HZ测量有着很小的损失量（如图）采用活性钝化系统后，NH3测量的时间常数和高频通量变化（时间常数更快，高频通量损失修正更少）★惰性颗粒分离装置（Aerodyne Inertial Inlet），有效减小颗粒对粘性分子的影响，保证进样口及内部镜片的整洁★特殊渗透管路（permeation tube），减小管路壁的黏着，并有效减小管路中的水凝结及压力★针对全自动动态箱测量，采用特殊telflon材料，具备critical orifice装置，多通路同时进气，并采取气压式控制方式，降低能耗。★采用全新中红外光谱范围，可以测量更多分子，并保证精度，如NH3、O3和CO2；HONO、N2O可在一个激光下测得，如果采用双激光，可测量更多的气体分子。★与普通气体分子具备一致的快速响应时间（10HZ）★适配于涡度协方差测量和全自动箱自动测量，并可通过独特采样系统实现自由切换。活性钝化系统 Aerodyne 双激光直接吸收法分析仪在N2O、NH3、HONO、COS等痕量温室气体及含N同位素气体δ15Nα /δ15Nβ /δ18O；含C同位素气体δ13C/δ18O、H16OH/H18OH/H16O；12C17O16O/13C18O16O 及δ13C/δD/CH4 的应用文献和观测方案，请来电垂询。

开路气体分析技术：不同于常见的抽取式采样+闭路气体池技术，开路气体分析技术对浓度变化的响应时间可达0.1秒，不存在采样和预处理通道管壁对分子的吸附和滞后现象。低功耗、部署范围广：无需采样泵降低了整机功耗和质量，方便携带，结合太阳能电池板，有利于在无供电电网地区部署，提高了用户选择研究地点的自由度。波长调制技术：采用预设的程序，在目标气体的吸收范围内选取波长进行扫描式复合测量，以此获得更佳的峰型（用于光谱积分反演），排除非目标气体的干扰。信号噪音屏蔽：优化的模拟电子技术，极低噪声激光电流源，探测器前放，结合锁相放大数字信号处理算法，避免了自然环境中的电磁干扰，以及光电子噪声的影响，以此获得更准确的测量结果。中心波长控制器：通过参考光路以及自动反馈将激光器中心波长锁定在特征吸收谱中心，确保获得更准确的特征波谱。稳定的温度控制：通过被动散热和半导体制冷，保证激光器温度的精准控制。在外界不断变化的温度条件下获得更准确的测量结果。稳定的环境气压和温度测量补偿：对环境温度和压力实时精准测量，结合内置的温度和压力补偿算法，确保在环境条件不断变化下获得更准确的测量结果。冬季/夏季两种工作模式：冬季,夏季模式可根据环境温度进行切换，拓展仪器工作温度范围，提高测量准确度。创新点：海尔欣公司自主研发的大气氨激光开路分析仪采用红外激光吸收光谱技术(LDIR)，结合开路式多次反射气体池，使得测量有效光程达数十米，实现了对大气氨分子进行10Hz，亚ppb精度的高速测量，该大气氨开路分析仪采用车辆移动平台搭载的形式，形成一整套车载巡检系统。1、避开了传统的闭路氨分析仪器由于采样管路的传输时间和吸附效应，响应速度很慢的缺点，创新性的采用开路测量方案，无需采样，响应速度非常快，由高浓度恢复至零点时间小于1秒，尤其适合车载平台高速运动中收集到瞬时浓度变化，避免漏检氨排放源；2、开路分析仪无需采样泵，依靠大气的自然流动经过光路分析，大大降低了整机功耗(50W)和质量(5kg)，因此可使用小型车载电源或电池供电，适合多种巡检车型。海尔欣的分析仪甚至结合太阳能电池板可在无电网覆盖区域部署，提高了用户选择测量点的自由度。

导读：当今，化石能源短缺和环境污染问题凸显，能源的多元化和高效多利用成为解决能源与环境问题的一个重要途径。作为一种绿色能源技术和环保型制冷技术热电转换技术受到学术界和工业界的广泛关注。热电转换技术是利用材料的塞贝克效应与帕尔贴效应将热能和电能进行直接转换的技术，包括热电发电和热电制冷。这种技术具有系统体积小、可靠性高、不排放污染物、适用温度范围广等特点。热电器件可以实现热能和电能的直接转换，在废热回收和固态制冷领域具有重要的研究价值，对热电发电器件的能量转换效率进行测量是评价热电材料和器件性能的重要基础。 物联网（ IoT ，Internet of Things ）即“万物相连的互联网”，是互联网基础上延伸和扩展的网络，通过将射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。目前常用纽扣电池（coin cell）为物联网硬件供电，但由于高昂的更换费用及低可回收性，纽扣电池并不是一种理想电源。其他能量收集技术中，太阳能（solar cell）是一个可行方案且已经在某些领域中得到应用；另一种被广泛看好的技术为热电转换。如何将周围环境中的低温废热（473K）有效回收并转换为电能是热电转换技术能否大规模应用的关键。目前商用的热电转换模块（TEG）多使用Bi-Te基热电材料，但Bi及Te均为稀有元素且Te元素的毒性限制了其大规模应用，据测算，地壳中的全部Te元素无法满足百万兆别物联网硬件的供电，因此亟需寻找一种环境友好且可以大量生产的热电材料。与Bi-Te基热电材料相比，在473K以下有着良好热电转换表现的热电材料选择并不多，曾有报道指出，Mg-Sb基热电材料可部分应用于低温废热回收。近日，来自日本国立材料研究所（NIMS）及茨城大学（Ibaraki University）的研究人员使用低成本的Fe-Al-Si基热电材料（FAST）制备了热电转换模块，并对其热电转换特性进行了研究。分别使用两种方法制备的Fe-Al-Si基热电材料，并使用多种检测手段对其电学特性及热电转换性能分别进行了表征。图1 电导率（a, b）；塞贝克系数（c, d）；功率因子（e, f）与温度的关系（a, c, e: n-type b, d, f: p-type） 在进行了材料电输运特性的测试后科研人员随后采用了下图中的步骤制备了热电转换模块（TEG），并对其热电转换性能进行了测试。 图2 热电转换模块（TEG）制备流程经测试，使用Fe-Al-Si基热电材料制备的热电转换模块，其在室温及小温差条件（～5K）下的开路电压及输出功率数值均符合预期，并使用其为蓝牙通讯模块供电以验证其可靠性，更多测试结果请参考原文[1]。图3 热电转换模块（TEG）的开路电压及输出功率 以上工作中，材料的电导率、塞贝克系数使用日本Advance Riko公司生产的塞贝克系数/电阻测量系统ZEM-3测得，热电转换模块（TEG）的开路电压及输出功率使用日本Advance Riko公司生产的小型热电转换效率测量系统Mini-PEM测得。日本Advance Riko公司已专业从事“热”相关技术和设备的研究开发近60年，并一直走在相关领域的前端，为各地的科学研究及生产活动提供了诸如红外加热、热分析/热常数测量等系统。2018年初，Quantum Design 中国公司将日本Advance Riko公司的先进热电材料测试设备：小型热电转换效率测量系统Mini-PEM、塞贝克系数/电阻测量系统ZEM、热电转换效率测量系统PEM及大气环境下热电材料性能评估系统F-PEM引进中国。2018年7月，Quantum Design中国与日本Advance Riko达成协议，作为其热电材料测试设备在中国的代理商继续合作，携手将日本Advance Riko先进的热电相关设备介绍到中国。目前，所有中国用户购买的日本Advance Riko热电产品，均由Quantum Design中国公司的工程师团队负责安装及售后服务。同时，Quantum Design 中国公司在日本Advance Riko公司的协助下，在北京建立部分热电设备示范实验室和用户服务中心，更好的为中国热电技术的发展提供设备支持和技术服务。 参考文献：[1]. Yoshiki Takagiwa, Teruyuki Ikeda, and Hiroyasu Kojima, Earth-Abundant Fe−Al−Si Thermoelectric (FAST) Materials: from Fundamental Materials Research to Module Development, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 43, 48804–48810

荷兰应用科学院（TNO, the Netherlands Organisation for Applied Scientific Research）和荷兰国家公共卫生与环境研究所（RIVM, National Institute for Public Health and the Environment）的联合研究团队发表了一篇题为“ Field comparison of two novel open-path instruments that measure dry deposition and emission of ammonia using flux-gradient and eddy covariance methods ”的研究论文，现已发表于《Atmospheric Measurement Techniques》。实验背景人类通过农业、工业和燃烧过程改变了全球氮循环，导致地球系统中反应性氮(Nr)水平提高。氨气(NH3)的干沉降是氮沉降的重要组成部分，特别是在荷兰，占总氮沉降的三分之一以上。因此，准确量化NH3的生物圈-大气交换对于研究区域和全球范围内的NH3预算、监测趋势、评估减排效果和改进空气质量和沉降模型至关重要。然而，直接长时间连续测量NH3交换的数据相对较少。论文摘要在荷兰Cabauw的Ruisdael站进行的一项为期5周的实验，比较了两种新型开放光路测量设备。实验中使用了Healthy Photon HT8700E大气氨激光开路分析仪和另外一种基于空气动力学梯度技术的激光开路分析仪。两种仪器分别采用了不同的测量原理和技术，前者采用涡度协方差法(EC)，后者采用空气动力学梯度法(AGM)。尽管两者的测量原理不同，但在无障碍均匀地形条件下，两者的测量结果高度相似，相关系数达0.87，累计通量差异约为10%。仪器部署这项研究比较了基于涡动相关技术的HT8700E大气氨激光开路分析仪和另外一种基于空气动力学梯度技术的激光开路分析仪在测量氨气（NH3）干沉积和排放方面的性能。实验地点：荷兰Cabauw研究站的草地上时间段：2021年8月24日至10月11日，为期7周设置：HT8700E安装在一个钢制支架上，光路中心距地面2.80米。另外一种激光开路分析仪放置在一个小容器中，两个22.1米的光路分别位于0.76米和2.29米高处。还配备了超声风速计和其他辅助仪器以测量三维风速和气体浓度。实验结果通量测量：两种仪器在测量氨气通量方面的结果非常相似（相关系数r = 0.87）。累计通量差异约为10%，前提是上风方向的地形均匀且无障碍物。HT8700与另外一种激光开路分析仪所测量的氨通量变化显示高度的一致性运行时间：HT8700E在下雨期间和下雨后不久数据有效性较低，并且其早期产品使用的光学镜面涂层可能会退化，导致约21%的数据缺失，针对此问题海尔欣昕甬智测升级了光学镜面，采用了一种全新的镜面涂层技术，增强耐腐蚀性，有效解决了数据缺失问题，并已经交付客户使用。另外一种激光开路分析仪一旦运行，其正常运行时间可达100%，但需要定期重新校准（7周运行时间的35%）。Healthy Photon HT8700E基于涡动相关技术，提供最直接的表面-大气气体交换测量，采用量子级联激光器（QCL）技术，避免了封闭路径系统中使用进样管导致的信号损失。对电力需求低，安装更便捷，可用于偏远地区的监测。虽然HT8700E在恶劣天气条件下的独立运行时间有限，但在适当的情况下，该系统仍然可以提供良好的结果，为未来的升级迭代版本打开了良好的前景，目前HT8700E经过产品升级，增加自动清洗、降雨传感、镜片加热模块，能够更好的应对野外环境气候，以保证实地的长期观测，使仪器分析结果更精准、更可靠。Refer：Swart D.et al., Field comparison of two novel open-path instruments that measure dry deposition and emission of ammonia using flux-gradient and eddy covariance methods. Atmospheric Measurement Techniques, 16(2), 529-546, 2023.

▲氨涡度协方差通量观测系统。新突破 准确量化农业生态系统的NH3排放可帮助理解某区域甚至是全球范围的NH3收支以及落实空气污染的控制和缓解战略。 中国科学院大气物理研究所的科学家及其合作者在《农业和森林气象学（Agricultural and Forest Meteorology）》上发表了一篇研究，称他们开发了一种便携式太阳能开路NH3分析仪(型号:HT8700)。该分析仪专门用于基于涡度协方差(eddy covariance-EC)方法的NH3通量观测，这是测量陆地生态系统和大气之间NH3交换的最直接和有效的方法。该团队不仅在实验室，也通过野外现场实验研究了分析仪测量NH3流量的适用性。原理与前景 基于电化学方法的通量系统需要具有高灵敏度和快速响应的NH3分析仪。该研究的主要作者王凯博士说：“运用通量观测新仪器使我们能够监控不同类型生态系统的NH3通量，包括排放和沉降。” HT8700 NH3分析仪基于最先进的量子级联激光吸收光谱技术。其开放路径设计克服了封闭路径仪器存在的一些问题。该仪器具有良好的响应时间、精度和稳定性，是基于电化学技术的NH3流量测量的理想工具。 来自宁波HealthyPhoton有限公司的合著者王博士说：“现场实验证明了开路设计对于NH3通量观测的重要性，但我们认为未来还有更多改进的机会。现阶段因为光学镜直接暴露在环境中，其数据可用性在很大程度上受到激光信号强度频繁降低的限制。我们正在开发一种镜子自动清洁设计，使该仪器更适合自动化测量、使用寿命更长，尤其是在多尘的野外条件下。”

项目地点：济南生态环境监测中心实验站项目内容：农田气体排放监测解决方案：开路EC法NH3-N2O通量同步观测系统部署仪器：HT8700大气氨激光开路分析仪、HT8500大气氧化亚氮激光开路分析仪 项目背景：山东省作为我国的农业大省，是全国重要的农产品生产基地，全省耕地面积占全国总耕地面积的6.17%。随着农业的快速发展和农业现代化水平的提高，化肥、农药等物资的投入不断增加，农业环境污染问题日益突出，导致大量温室气体排放，严重影响碳达峰目标的实现。合理并准确估算山东省农业碳排放量，对于制定有效的农业减排措施、评估农业碳减排成效以及实现农业碳达峰具有重要意义。 项目内容：为了应对农业环境污染问题，并为实现碳达峰目标提供科学依据，济南生态环境监测中心实验站启动了农田气体排放监测项目。项目在济南某一农田中进行，利用开路EC法NH3-N2O通量同步观测系统对农田气体排放进行长期监测。监测数据包括氨气和氧化亚氮的实时浓度变化，结合气象条件和农业操作数据，全面分析农田温室气体的排放情况。 开路EC法NH3-N2O通量同步观测系统 技术优势： 应用领域：高系统集成能力，满足多场景需求，为您提供理想的解决方案。 海尔欣昕甬智测为济南生态环境监测中心提供先进仪器设备和技术支持，体现了公司在环境监测领域的技术实力和社会责任感。海尔欣昕甬智测将继续致力于创新和技术进步，为实现国家“双碳”目标贡献力量。

引言在全球碳中和的浪潮下，农田环境的气体排放问题引起了广泛关注。氨气作为农田排放的主要气体之一，其监测对于农业的可持续发展和环境保护至关重要。宁波海尔欣光电科技有限公司推出的HT8700大气氨激光开路分析仪，以其光谱技术的高度精准性和学术应用价值，为农田氨气排放监测提供了新的解决方案。农田排放气体检测的重要性与必要性农田作为重要的碳循环环境，其气体排放直接关系到碳平衡和生态平衡。而其中的氨气排放不仅会影响空气质量，还可能导致氮肥的浪费和土壤污染。因此，精准监测农田中的氨气排放变得至关重要。合理的氨气排放监测不仅有助于农业的可持续发展，也能减少对环境的不良影响，助推碳中和目标的实现。农田氨气排放数据分析通过HT8700大气氨激光开路分析仪，我们能够获取农田氨气排放的精确数据，为进一步的学术研究提供了有力支持。这些数据不仅可以帮助我们更深入地了解农田氨气的季节性和地域性变化，还能够揭示不同施肥策略对氨气排放的影响。这些数据的分析和研究，将为农业生态环境的优化管理提供科学依据。HT8700大气氨激光开路分析仪的特点HT8700大气氨激光开路分析仪凭借其技术特点在学术应用中脱颖而出：高精度测量： 基于光谱技术，HT8700能够实现高精度的氨气浓度测量，确保数据的准确性和可靠性。多维数据采集： HT8700能够实时监测多个维度的氨气排放数据，为研究人员提供更全面的信息。实时数据传输： 设备支持实时数据传输，为学术研究提供了及时的数据支持。助力碳中和，共建美丽乡村随着碳中和目标的不断推进，农业的绿色可持续发展愈发受到关注。HT8700大气氨激光开路分析仪的推出，无疑为农田氨气排放监测注入了新的活力。通过精准监测，农民可以科学施肥，降低氨气排放，助力实现美丽乡村的愿景。宁波海尔欣光电科技有限公司的HT8700大气氨激光开路分析仪，以其精准、高效的特点，成为农田氨气排放监测的得力工具。在环境保护和碳中和的双重压力下，这款仪器不仅体现了技术的创新，更彰显了企业的社会责任。愿HT8700在未来的道路上，为农田环境守护贡献更大的力量，为美好的农村生活贡献一份坚实的保障。

12月11-15日，AGU23秋季会议在旧金山顺利召开。会议涵盖了生物学和生命科学的各个领域，包括地球物理学和地质学。宁波海尔欣光电科技有限公司作为国内温室气体监测仪器优秀生产商受邀参加了此次会议，12月14日，由海尔欣公司与战略合作伙伴诺丁汉大学、中科院大气物理研究所联合团队的代表发表了主题报告《A laser-based open-path analyzer with minimal temperature density corrections for eddy covariance CH4 flux measurements》，主要介绍了自主品牌“昕甬智测”的HT8600大气甲烷激光开路分析仪。HT8600大气甲烷激光开路分析仪利用涡动协方差通量测量温室气体排放通量，具有高精度、高灵敏度、高稳定性和低维护成本等优点，专门用于实时监测大气中甲烷的浓度。通过量子级联激光技术和信号处理算法，它能够快速、准确地测量甲烷浓度，为环境监测和空气质量管理提供可靠数据支持。 HT8600受到了参会人员的广泛关注和认可，此次会议也为海尔欣光电科技有限公司提供了一个展示自身实力和产品的平台，进一步提升了公司在国际上的影响力。展望未来，海尔欣光电科技有限公司将继续坚守其使命——光谱技术助力零碳地球，致力于温室气体仪器的研发和创新。同时，公司也将积极参与国际交流与合作，推动相关领域的发展和进步，为保护地球生态环境贡献自己的一份力量。

2020年，LI-COR公司开发出LI-600荧光-气孔测量仪，凭借其准确的数据，高效的测量能力，迅速得到了学术界的广泛认可。然而，LI-600并不适用于针叶测量。为此LI-COR潜心钻研，于今年正式发布了LI-600N针叶/狭叶荧光-气孔测量仪。下面，咱们就一起来了解一下吧！LI-600N 针叶/狭叶荧光-气孔测量仪“嗖的一下，测量完毕”5-15s测量针叶或狭叶的气孔导度和叶绿素荧光参数。最适合大样本调查，不改变环境条件：如光照、气温、CO2浓度、VPD等。“Perfect method results to accurate data ”开路差分式测量原理（详见下文）。“你设标准，我采数据”仪器会根据用户预先设置的稳定性标准智能Log数据。“单手持握，一键采集”全机仅重1.46斤，仅需点击一个按键，就可以完成对叶片蒸腾速率、气孔导度、叶绿素荧光参数的同步测量。开路差分式测量针叶/狭叶气孔导度首先，LI-600N测量进出样品腔室的空气流速和水汽浓度来量化叶片蒸腾速率E。之后，根据蒸腾速率E和叶片内外的水汽浓度梯度，计算叶片对水汽的总导度gtw。最后，将总导度 gtw中的叶片边界层导度gbw扣除，得到叶片的气孔导度gsw。“针叶气孔导度低，不好测？” 直接上数据！图1. 温室生长的4株不同落叶松（Pinus taeda）苗木；光合有效辐射150-200 µ mol m-2 s-1 ；两种水分处理：充分灌溉（WW）和水分胁迫（WS）；n=4。图2. 使用LI-600N，在晴天测得的Pinus mugo针叶的气孔导度（gsw）和PSII的量子产率（PhiPS2），n=3。图3. 在光强为670 µ mol m-2 s-1时，对温室生长的Buffalograss（Bouteloua dactyloides）单叶进行的 Multiphase Flash&trade (MPF) 测量。LI-600N，让我们有能力更准确、快速的评估针叶/狭叶的气孔导度！

近年来，随着全球气候变化问题的加剧，甲烷排放成为引起广泛关注的环境挑战之一。在应对这一问题的过程中，《甲烷排放控制行动方案》应运而生，为我国在甲烷排放控制方面制定了明确的战略和计划。甲烷排放形势严峻 甲烷，作为全球第二大温室气体，具有增温潜势高、寿命短的特点，对全球变暖贡献率达25%，其贡献仅次于二氧化碳，与CO2相比，甲烷吸附热量能力更强，20年内的全球增温潜势（GWP）相当于CO2的84倍，100年内的GWP100为CO2的28倍，已成为全球气候变化不可忽视的因素。 国际能源署（IEA）数据显示，2022年全球和我国甲烷排放量分别为35580.13万吨、5567.61万吨，我国甲烷排放量占全球比重为15.65%。我国虽然在甲烷资源化利用方面取得一定成效，但在统计监测基础、法规标准体系和技术管理能力等方面仍然面临一系列挑战。 甲烷排放控制不仅关系到气候效益，还涉及到能源资源化利用、环境保护和生产安全等多个方面的问题。政策解读《甲烷排放控制行动方案》的出台旨在通过全面、有序的措施，提升我国在甲烷排放统计核算、监测监管等基础能力，积极参与全球气候变化治理。亮点解读：1) 指导思想明确：以新时代中国特色社会主义思想为指导，贯彻生态文明思想，坚持减排与发展、安全的统一，引导经济社会全面绿色转型。2) 工作原则清晰：统筹协调、夯实基础、分类施策、稳妥有序、防范风险，形成了科学而灵活的工作原则，旨在多方面推动甲烷排放控制工作。3) 主要目标明确：在“十四五”和“十五五”期间，逐步建立政策、技术、标准体系，提升相关基础能力，实现甲烷资源化利用和排放控制的积极进展。4) 重点任务突出：加强监测、核算、报告和核查体系建设，推进能源、农业、垃圾和污水处理领域的甲烷排放控制，强化污染物与甲烷协同治理。5) 技术创新和监管加强：鼓励技术创新，推进关键技术的研发与应用，加强对甲烷排放控制的监管，提高数据质量。海尔欣助力中国甲烷排放控制新征程 在这一重要的甲烷排放控制行动中，宁波海尔欣光电科技有限公司旗下“昕甬智测”国产创新品牌HT8600大气甲烷激光开路分析仪，专门用于实时监测大气中甲烷气体的浓度，为环境监测和空气质量管理提供可靠数据支持。 仪器采用量子级联激光技术，应用两面暴露在大气中的高反射率镜面对中红外激光进行多次反射，有效光程达数十米，测量目标气体对特征吸收峰处中红外激光能量的微弱吸收，通过对吸收峰光谱曲线的实时积分进行痕量气体的浓度反演。开放式光腔，避免闭路仪器管道吸附问题造成的延迟，实现10Hz无损高频浓度输出，使检测更灵敏、响应更快速。 海尔欣自2004年创立以来，致力于量子级联激光技术的多领域应用，践行“光谱技术助力零碳地球”的企业使命，履行社会责任，在大气污染防治和温室气体减排方面，公司一直发挥着积极作用。我们认识到控制甲烷排放对于可持续发展的关键性，在产品研发中注重可持续性，努力通过技术手段推动企业、行业的绿色发展。HT8600的产品设计、生产和售后服务等环节都考虑到了对环境的影响，致力于为客户提供更环保、更高效的解决方案。结语总的来说，《甲烷排放控制行动方案》的制定标志着我国在应对气候变化、加强环境保护方面迈出了坚实的步伐。HT8600大气甲烷激光开路分析仪将发挥其独特的优势，帮助各行业准确获取甲烷排放数据，为实现监测、核算和报告等任务提供强有力的技术支持，为我国在全球环境治理中发挥更为积极的作用。

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近年来，采用涡动相关(eddy-covariance，EC)方法测量温室气体通量的站点数量在迅速增加，但是要在科学目的、工程标准、安装运行成本和实用性之间做出平衡，寻找到最佳的解决方法，仍是一个具有挑战的工作。从观测结果准确性和精确度来说，选址、建塔等站点设计的环节是重中之重。1、位置选择站点选址的基本原则是，该站点能够尽量观测到全部的研究对象，这涉及到两个问题，一个是方向，一个是架设高度。首先是确定观测区域近几年的主风向，可以参考近几年的气象数据。由于中国大部分地区是季风气候，一般在春夏和秋冬会有两个主风向，这时候要考虑通量仪器的架设方向，实验观测的主要周期等。如果仪器架设方向可以随主风向的改变方便调整，或者实验周期是明确区分了春夏或者秋冬，那么在选址时可以选在观测对象的下风向，这样可以尽可能多的观测到目标对象；如果不能改变通量仪器的架设方向，且是长期定位观测，那尽量将观测地点选址在观测对象的中央位置，或者沿主风向的中点位置，这样可以尽可能的在不改变仪器方向和位置的前提下，观测到尽可能多的研究对象。确定架设高度要满足通量仪器的基本观测条件， 即满足湍流运动的充分交换。一般的架设高度是下垫面冠层高度的1.5到2倍（具体确定观测高度的经验法则见图 1）；在相对平坦和均匀的下垫面条件下，观测距离大约是观测有效高度的100倍（风浪区原理），具体范围需要根据footprint源区计算，随着湍流运动强度和下垫面情况会有所改变。图 1 确定观测高度的经验法则通量源区代表性分析(Footprint分析)是检验一个通量站质量的重要手段，可以用来进行实验方案的设计指导，观测数据的质量控制，以及通过特定传感器的源区分布和来自感兴趣下垫面(植被)的通量贡献，从而对观测结果进行分析解释。图 2 Footprint分析2、下垫面的影响2.1植被类型涡动相关法测量温室气体通量要求仪器安装在常通量层内，而常通量层假设要求稳态大气、下垫面与仪器之间没有任何源或者汇、足够长的风浪区和水平均匀的下垫面等基本条件。在涡动相关传感器能监测到的“源区域”内植被类型均匀一致的情况下，其观测到的通量结果是比较有意义的，可以用来解释生态系统的温室气体收支情况。但当涡动相关传感器的“源区域”覆盖到不同植被类型时，情况就会变得复杂起来。一个极端的例子是：某站点周围具有两种不同的森林植被类型，每天周期性地，白天，风从一种植被类型吹向另一种；夜间，则正好相反。那么，该站点观测得到的通量资料的日平均值将毫无意义。这种极端的情况虽然极少出现，但许多站点都会有微妙的风向变化，在数据分析时需要做仔细考虑。此外，光、土壤湿度、土壤结构、叶面积以及物种种类组成的空间异质性会导致温室气体源／汇强度的水平梯度。而其植被类型的变化也会造成表面粗糙度的变化，当风通过不同粗糙度或者不同源/汇强度表面的区域时，就会产生非常明显的平流效应（Raupach & Finnigan, 1997 Baldocchi et al., 2000）。图 3 不同下垫面的地表粗糙度（参考 于贵瑞&孙晓敏，2006）地表植被类型的突然变化会导致气流的变化，如气流在从高大森林向低矮草地移动时，会在森林边缘形成回流区(如图 4所示)，导致近地面和上方气流方向不一致，其水平长度尺度(距离)等于冠层高度的2-5倍(Detto et al., 2008)。图 4森林边缘附近湍流结构的概念模型（参考Detto et al., 2008）2.2冠层高度通量足迹Footprint描述了EC系统能够观测到的“源区域”，提供了每个表面元素对测量的垂直通量的相对贡献。Footprint取决于观测高度、表面粗糙度和大气稳定度等。如图 5所示，通常来说，传感器的观测高度越高，就越能观测到更远、更广的区域（Horst & Weil, 1994），也便于捕捉植物冠层上方混合良好的边界层中的通量交换。但是观测高度也不是越高越好，在大气层结稳定的条件下（如夜间），过高的观测高度可能会使观测到的“源区域”超出感兴趣的研究区域。因此应该预先计算并确保来自感兴趣区域的通量贡献至少为90％（Gö ckede et al., 2004），在稳定条件下至少50％的时间以确保适当的数据覆盖不同的风向和不同的天气条件。图 5观测高度与通量足迹基于Munger（2012）等确定塔/测量高度（hm）的原则（如图 1），可能存在准确测量实际观测高度和冠层高度的困难，需要考虑后期调整高度的可能性。观测高度必须用三维超声风速计测量路径的中心来确定，其值取决于感兴趣的生态系统的冠层高度（hc），冠层高度值不需要特别准确：采用主要冠层的平均预期高度是合理的。对于冠层高度在生长季节中快速变化的农田、草地和种植园以及同样具有快速变化特性的冰雪下垫面，塔架设计必须考虑允许通过改变塔架高度（例如伸缩式塔架设计）或通过移动传感器来改变测量高度。随着时间的推移为了确保相同的通量观测源区，可以考虑改变测量高度，遵循的原则是测量高度与冠层高度的0.76倍之间的差值保持在一个确定数值的±10%左右。但这种调整的频率不用特别频繁，最多在植被生长期或在积雪季节每隔一周进行。假设在植被生长期开始时的裸土，其测量高度为2 m，在冠层高度达到1.2 米前，不需要改变测量高度；在植被达到1.2米后（例如增加约0.5-0.8米）开始提高测量高度，然后保持测量高度与冠层高度的0.76倍之间的差值保持在一个确定数值。改变表面高度（由于生长和积雪）以及改变测量高度必须准确记录，因为这必须在后期数据处理中考虑。2.3地形影响EC法测量通量假设了地形水平，这样可以保证地形的坐标系和传感器坐标系方向一致，避免平流、泄流效应的影响。图 6复杂地形对EC观测的影响在复杂的地形条件下，风吹过小山时会引起气流的辐合或辐散运动，产生平流效应（Kaimail & Finnigan, 1994）。存在有局地风场影响的站点，在夜间大气稳定，垂直湍流输送和大气混合作用较弱，CO2的水平和垂直平流效应的影响是很重要的（于贵瑞&孙晓敏，2006）。Mordukhovish & Tsvang（1966）的研究表明，斜坡地形能导致水平异质和通量的辐散。对于设在地势较高的观测塔，在夜间对流比较弱时，通常会因CO2沿斜坡泄流而造成大气传输的通量低估，最后导致生态系统净生产力的估算偏高；对于在地势较低沟谷中的观测塔，其问题更加复杂，如果外部的大气平流/泄流通过观测界面进入生态系统，会高估光合作用吸收CO2的能力；如果外部的大气平流/泄流不能通过观测界面，而是从观测界面下部直接进入生态系统，则会在生态系统中暂时储存，最终输出生态系统，造成对呼吸作用的高估。在大多数情况下，实际地形难以满足地形水平的假设，这就需要进行坐标旋转，以消除平流项的影响。当安装铁塔的斜坡坡度特别大时，可以考虑将原本应水平安装的超声风速计调整为与地面平行。3、塔及塔附属设施的影响3.1塔体本身塔本身对观测的影响可分为塔本身对风场的影响，以及塔的偏转、震荡对测量过程的影响两种。3.1.1 对风场的影响自然气流无论是经过几十米的观测塔，还是遇到几毫米的仪器翼梁或电缆，各种尺度的障碍物都会使流线发散，从而导致用于计算通量的流线分离，称为流体失真，流动失真以难以看见的方式影响测量，其影响只能在塔的设计建造阶段进行最小化。在塔的迎风侧（上游），风速受到影响会有所降低。受流动失真影响的逆风距离与障碍物大小的立方成比例，并随着距离的立方体而减小(Wyngaard, 1981, 1988)。在塔的背风侧（下游），风速也减弱，这种效果随着风速的增加而减小（湍流的更快速重构）并且受到障碍物的长度和宽度的影响。图 7 展示了在高塔的迎风侧观察到的风向上的偏转与加速， 图 8则展示了高塔顶部和底部方向迥异的风向。这是由于在背风侧下方产生的回流区造成的，障碍物(塔)尺寸越大，回流区就越容易发展得更大。在塔基通量观测中，森林生态系统的观测常需要10m以上的高塔作为基础，容易导致回流区的产生，回流也增加了向上流动的倾向，并加强了烟囱效应，这可能会显著影响风的测量和干扰混合比梯度。图 7 在塔的迎风侧观察到风向上偏转和加速(引自Sanuki and Tsuda, 1957)图 8 塔顶部的西风流（离地面10米）和离地面2米处的东风回流(引自Vaucher et al., 2004)在建造塔时，尽量选择塔身纤细、结构较少的铁塔，避免对风场的影响，也要注意控制林窗的大小，避免人为形成回流区域。此外，应该尽量减少树木和树枝的移除，因为它们对风的阻力作用可以减少这些回流区域的形成。选择纤细塔体的同时也要保证塔体足够坚固，以确保安全的维护通道和应对整个观测周期中的极端环境。当塔架底座和结构由于受到外界辐射而加热引起对流循环时，可以观察到烟囱效应。这增强了气流的垂直偏转，从而使更多的空气向上移动。烟囱效应取决于基础和塔的质量和热容量、塔的形状、对树冠的干扰程度（清理/切割塔构造的树木）和站点的净辐射量等。烟囱效应是不可避免的，应尽量减少混凝土基础和塔架结构，塔的的横截面也尽量不超过2 x 3 m (Munger et al., 2012)。塔体结构对经过气流的扭曲变形和烟囱效应应该通过专业的方式或通过建模方法（Griessbaum & Schmidt，2009）进行调查（Serafimovich et al., 2011）。3.1.2 对测量过程的影响塔体本身随风速的运动会导致测量中的系统不确定性；塔的移动应限制在0.02 m s-1（即测量风速的精度），并且不应具有在1到20 Hz之间与风向共同变化的力矩（谐波效应）；快速响应加速度设备可用于量化塔运动，逐点校正还需要快速响应测斜仪测量以确定旋转速率以及加速度；由于在塔上工作的人员而导致的塔架运动不会随着风或标量交换而变化，但可能会扰乱风场。3.2塔上横臂在1976年的国际湍流对比实验中，一些报告显示直径0.05 m的水平支撑结构造成的平均上升风速为0.1 m/s (Dyer, 1981)，它大到足以使涡动相关测量无效。因此，风速计安装臂的尺寸也要尽量小，只需要提供一个安全稳定的测量平台就可以了。王国华等利用成熟的计算流体软件，对布置多个支撑观测仪器的支架所导致的大气边界层风场失真进行定量仿真。他们发现，当支架间距小于6倍的支架直径D或来流风向角小于30°时支架附近流场受到明显的相互干扰。通过对不同来流风向及支架间距离模拟结果的对比分析，认为使用多支架进行多点联合观测时，支架应沿垂直于观测地点常年来流主风向的展向布置。为避免不同支架相互干扰，支架间的最小距离L应大于9倍的支架截面直径。此外，横臂本身需要足够稳定以支撑仪表，可以通过增加侧臂和拉索的方式，以避免横臂的扭矩和振荡。3.3塔下建筑物3.1.1一节讨论了塔体本身对风速和风向造成扭曲从而影响风场的作用，塔下其他障碍物（如设备房间、供电小屋等）也存在这种作用，如图 9 所示。图 9 从障碍物侧面看的迎风流畸变和背风侧流畸变的概念图（引自Davies and Miller, 1982）回流效应在高大的森林冠层中最为明显，但较矮的草地和作物冠层也必须考虑，特别是在附近存放其他设备的房屋的情况下。因此，应尽可能地减少这种流动变形源，在不可减少的情况下，障碍物应远离观测塔，避免对风场的影响。参考文献1. Raupach M R , Finnigan J J . The influence of topography on meteorological variables and surface-atmosphere interactions[J]. Journal of Hydrology, 1997, 190(3-4):182-213.2. Baldocchi D , Falge E , Wilson K . A spectral analysis of biosphere-atmosphere trace gas flux densities and meteorological variables across hour to multi-year time scales. 2000.3. 于贵瑞, 孙晓敏. 陆地生态系统通量观测的原理与方法[M]. 高等教育出版社, 2006.4. Detto M, Katul G G, Siqueira M, et al. The structure of turbulence near a tall forest edge: The backward‐facing step flow analogy revisited[J]. Ecological Applications, 2008, 18(6): 1420-1435.5. Horst T W, Weil J C. How far is far enough?: The fetch requirements for micrometeorological measurement of surface fluxes[J]. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 1994, 11(4): 1018-1025.6. Gö ckede M, Rebmann C, Foken T. A combination of quality assessment tools for eddy covariance measurements with footprint modelling for the characterisation of complex sites[J]. 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Flow distortion by supporting structures[J]. 1981, 20(2):243-251.17. 王国华, 贾淑明, 郑晓静. 观测支架引起的大气边界层风场的失真规律[J]. 兰州大学学报: 自然科学版, 2012, 48(5): 71-78.Davies M E, Miller B L. Wind effects on offshore platforms-a summary of wind tunnel studies[R]. National Maritime Inst., Feltham (UK), 1982.为了保障各位老师同学从仪器维护的工作中解放出来，做数据的使用者，把更多的时间和精力用在数据深度分析和科学价值发掘方面，我们特提供以下技术服务：站点长期正式运维基于站点管理、工作流程/规范、设备安全、系统优化、设备/数据预警、站点/设备监控、数据分析、科研成果凝练和挖掘等多方面综合执行。站点短期巡检发现目前设备安装、使用、维护、运行状态等影响数据质量的问题。数据远程综汇系统升级建立系统平台，对站点运行状态和数据质量进行预警、监控等。数据整理分析和深度挖掘通过数据整理、插补和分析，形成数据质量分析报告；同时深入挖掘数据背后的科学信息，可以多方面地支撑文章写作、项目申请、专利以及软件著作权申请等工作。通量观测技术培训（涡动相关系统、闪烁仪系统等）根据用户的实际需求，可以有针对性地培训涡动通量观测和设备运行的基本原理，数据处理的基本流程，通量数据处理软件介绍及实际操作演示，通量、气象设备日常维护以及仪器标定，站点选址等相关内容。提供远程视频和上门现场培训等多种方案。

p　　为了让实验设备、教学设备等卖进校园，一些器材商暗地里拿钱开路，拼起“后台关系”。从市区教育部门到基层仪器站、学校，不少管理者没经得住拉拢，纷纷中招。/pp　　近日，安徽省蚌埠市淮上区人民法院对淮上区教育局装备中心原副主任刘某受贿案作出一审宣判，此案掀开了蚌埠教育系统腐败窝案的一角。/pp　　strong利用电脑采购之机敛财/strong/pp　　2014年，刘某在担任蚌埠市淮上区教育局装备中心副主任期间，该局进行小学科学实验室设备及电脑设备采购项目。/pp　　刘某称，区教育局通过蚌埠市政府采购中心对外公开招标，采购淮上区9所学校的电脑机房电脑和电脑桌，蚌埠中兴信息科技有限公司以最低价中标。下半年的一天晚上，中兴公司的老板刘某某请客吃饭，在饭店卫生间，刘某某送其4万元现金。/pp　　“为了感谢刘某在这个过程中对公司的照顾，也希望以后业务能得到刘某的关照。”刘某某在证言中解释了送钱的原因。/pp　　刘某收下了钱，用于儿子买房。法院审理认为，刘某身为国家机关工作人员，利用职务上的便利非法收受他人贿赂4万元，数额较大，为他人谋取利益，其行为已构成受贿罪。判处其拘役5个月，缓刑8个月，并处罚金11万元。/pp　　strong器材商靠钱打通关系网/strong/pp　　中兴公司相关负责人不只向刘某行贿，他的名字，还出现在蚌埠市第二中学管理人员、蚌山区教体局仪器站负责人的受贿名单中。/pp　　蚌埠二中与中兴公司签订了采购教学用设备项目(第三包)采购合同。蚌埠中兴公司的客户经理和总经理，为感谢时任蚌埠第二中学任总务处副主任的陈某在双方的一次业务往来中提供帮助，同时为了维持业务关系以获得更多业务，送给陈某1.5万元、台式电脑主机一台。/pp　　中兴公司在承建蚌埠二中新校区信息技术教室整体建设工程过程中，时任中学教务处副主任的朱某发现该工程中防静电地板实际已安装，属于重复招标，遂将此事告知蚌埠中兴公司项目经理。经该公司负责人商议后，决定送给朱某20万元现金“封口”。结果，朱某果真没有向学校汇报，该项目顺利通过验收。/pp　　还有蚌山区教体育局仪器站原站长马某，接受中兴公司经理请托，为该公司谋取利益，多次收受刘某财物合计1万元现金、1500元购物卡。/pp　　像中兴公司这样屡屡“露脸”的器材设备供应商，不止一个。/pp　　蚌埠市理旺实验仪器设备有限公司销售人员陆某，为了在教学设备采购项目过程中获得帮助，向马某、刘某以及龙子湖区教育局仪器站站长孙某、经开区社会事业局工作人员行贿。/pp　　最终，这4人因教育系统有干部受贿案发或是害怕自己被查，之后将财物全部或部分退还。/pp　　承包食堂也要送钱“打点”/pp　　在这起蚌埠教育系统窝案中，除了设备采购是“重灾区”外，数字化校园平台建设、食堂承包甚至小至窗帘安装，也是部分教育主管部门官员以及中学管理者敛财的渠道。/pp　　北京缘聚德公司、罗马餐饮娱乐公司分别与蚌埠二中签订食堂承包合同。两家公司相关负责人为和时任学校总务处副主任的陈某搞好关系，趁着春节、中秋节等节假日，送去现金和购物卡。还有承建蚌埠二中新校区窗帘采购及安装项目的芳政创远公司负责人，也趁着节日送过感谢费。/pp　　此外，蚌埠市教育局装备中心原主任汪某还利用其负责全市教育教学和后勤装备计划的制定、政府采购工作、技术指导、装备配送、验收等工作的职务便利，收受多家公司财物。/pp　　近日，法院对汪某、朱某、陈某、马某等人受贿案陆续作出判决。因犯受贿罪，朱某被判有期徒刑两年6个月 陈某被判处拘役3个月，缓刑6个月。汪某、马某能够如实供述自己罪行，真诚悔罪，并积极退赃，被免予刑事处罚。/pp　　【原标题】：蚌埠教育系统多名领导干部受贿落马 教育设备采购成腐败“重灾区”/ppbr//p

HPI (High Performance Industrietechnik GmbH)总部位于奥地利兰斯霍芬，为轻金属行业开发、设计、制造和交付交钥匙设备。冶金制造商通常使用轻金属（如铝和镁）来生产轻型合金类产品。HPI为它的其中一个冶金客户创新并开发了一种用于无损材料检测的自动化电导率测量系统。HPI制造的电导率测量系统集成了我们的NORTEC™ 600涡流探伤仪，将我们的涡流探伤仪用于测量和测试以满足质量需求。制造一款以生产线速度验证电导率的系统HPI制造了一款系统来进行电导率测试，用于评估铝板的热处理状态。这些铝板最宽4,200 mm，最长33,000 mm，厚度范围为1 mm到210 mm 。这些铝板会被加工成铝镁合金半成品，供应给航空工业。这家冶金公司需要为其新的轧钢机组配备该系统，其中包括冷轧机、热轧机和板材热处理。其制造工艺要求采用内置的可靠NDT检验解决方案，在提高生产率的同时确保其材料符合国际公认的标准。HPI面临的挑战是开发这样一款系统：在保持一致的测试性能的同时，还需要实现高速测量铝板电导率。正在生产线辊道上运输的大型铝板为什么制造商需要测量金属电导率通过测量电导率能够确定材料允许电流通过的程度，即能够确定材料的电流传导性能。此测试使制造商能够收集有关物质成分的信息。通过这些测试数据，用户可以确定材料是否适合其预期用途。许多行业都在其质量控制和制造工艺中引入电导率测试。其目的是为了验证金属结构是否完整性，以便能够实现最终产品所需的耐用性和性能。必须测量飞机建造中使用的铝材电导率以了解其放电能力，从而确保铝材承受雷击等事件时的材料应力承受能力。电导率测试通过检测合金硬度的变化可以确认材料是否因热处理而受损，令其脆性增加。铝材的优点、缺点和典型缺陷铝材的密度低于其他常见金属。例如，钢材的密度大约比铝材高三分之一。由于重量轻、强度高，铝材是飞机制造的理想材料，一些统计数据估计，现代飞机制造中铝材占比为75–80%。因为主要由铝材制成，飞机可以承载更大的重量，并且更省燃油。铝合金的另一大优点是耐腐蚀性，这增加了飞机的耐用性。飞机经常受到恶劣天气和极端气候的影响，需要耐受从高空的冰冻温度到包括雪和暴雨在内的降水等因素。尽管铝材具有高度耐腐蚀性，但它也是一种化学活性金属，因此某些情况下也会发生腐蚀。铝制组件容易受到各种类型腐蚀，其中包括：表面点蚀晶间腐蚀剥离腐蚀应力腐蚀开裂（SCC）疲劳开裂微振磨损制造工艺（如机加工、成型、焊接或热处理）可能会在铝板（并因此在飞机零件上）留下应力。超过应力腐蚀阈值时，这种残余应力可能会在腐蚀性环境中导致开裂。涡流NDT技术在航空航天应用中的优势涡流无损检测(NDT)技术是一种非接触式金属零件检验方法。此技术广泛应用于航空和航天工业以及其他制造和维修环境中用于检验薄金属材料是否存在潜在的安全相关或质量相关问题。由于涡流检测(ECT)使用电磁耦合，不需要与零件直接接触，因此不需要耦合剂。EDT可用于执行以下检验：表面检验次表层检验（通常3-4 mm）涡流技术的优点：保留漆层和涂层进行检验（无需除漆）较少的表面处理（可以保留污垢进行检验）易于使用，只需较少的培训提供快速结果，适合高速检验和大型零件检验适用于任何导电材料，包括飞机上常用的金属，如铝、不锈钢和钢涡流检测设备的工作原理(A) 流入线圈的交流电产生磁场（蓝色）。(b) 当线圈置于导电材料附近时，会引发材料中产生涡流（红色）。(c) 零件中的缺陷会干扰涡流的路径。这种干扰可以用仪器测量。当交流电通过ECT探头总成中的一个或多个线圈，且探头靠近由导电材料制成的零件时，会产生交变磁场，将涡流引入零件。这个磁场会产生耦合效应。测试部件中的间断点或特性变化会改变涡流的流动，这会影响探头的工作感抗。探头可检测到材料厚度的变化或缺陷，如受检零件中的裂纹和腐蚀。这些变化以信号的相位和振幅反映在仪器屏幕上，然后由操作员进行解读。HPI的铝板电导率测量解决方案，时长04:48本视频展示了HPI解决方案的演示，该解决方案是用于铝板高速电导率测量的自动化系统。如您所见，NORTEC 600装置集成在扫描仪上的HPI系统中，该扫描仪在检测完轧辊将信息输入测量站之后将ECT探头在校准站和铝板上快速移动。（可参考国际公认标准ASTME 1004-02、MIL STD1537C、EN2004-1和AMS 2772F，以及航空航天行业的客户定制测试规范，为每个金属板预定义测量程序。”—《铝业时报》）集成NORTEC 600 ECT装置的铝板电导率测量系统HPI过去曾使用手动设备进行此类生产线测试；但随着速度和质量要求的提高，尤其是对于航空和航天行业，手动测试变得过时。 奥林巴斯的NORTEC 600涡流探伤仪通过与HPI的全自动检验系统相结合，以此提供了一个较为可靠并具有时间和成本效率的解决方案。HPI为此解决方案配置了自己的应用软件，基本上就是将NORTEC 600装置作为传感器集成到系统中。HPI之所以特别选择了NORTEC 600设备而不是其他涡流探伤仪，是因为该仪器提供了与可编程逻辑控制器(PLC)通信的接口。在电导率测量前后，系统会自动对每个金属板进行校准检查。由于其检测速度很快，手动测量需要花费数小时的数百个检测点仅需几分钟即可完成测量。HPI的客户使用其中两个系统，每个系统上配备两个NORTEC 600探伤仪。作为质量控制流程，电导率质量检查有助于改进HPI的热处理工艺和提高客户满意度。关于NORTEC 600涡流探伤仪NORTEC 600涡流探伤仪是一种便携式设备，采用了先进的数字电路。NORTEC 600装置可轻松无缝地集成到检验系统中。此装置的宗旨是让工业环境中的性能保持一致性。NORTEC 600规格和功能在设计时考虑到了HPI等集成商。设计满足IP66要求−10°C至50°C工作温度范围持续平衡滤波器带有扫频报警的带状图视图6 kHz测量速率通过NORTEC PC软件进行远程控制报警输出模拟输出数字输入质量控制用NDT设备HPI选择将奥林巴斯NORTEC 600涡流探伤仪集成到其自动化NDT解决方案中，是因为该探伤仪可以在不接触材料表面的情况下实现快速可靠的电导率测量。

在对风力涡轮机的转子叶片进行加速度测量的任务中，往往存在一个主要困难：必须记录发生的振动并将其传输到系统进行评估。然而，由于现有的高电压和电流，电换能器无法提供可靠的数据。我们将向您展示此问题的虹科加速度测量解决方案，然后向您介绍适用于转子叶片加速度测量的产品。Part.01 风力涡轮机转子叶片加速度测量的问题在发电方面，风力涡轮机想要在激烈的竞争中脱颖而出，最大的挑战是尽可能减少风力发电带来的能源损失。克服这个问题的主要作用是转子叶片的设计。因此，目标是确保形成尽可能少地产生涡流的设计（因为这些会产生制动效果）。转子叶片在涡旋形成过程中开始振动，而这种涡流的形成可以通过转子叶片上的加速度测量来检测。使用测量数据，可以减少进一步的损耗。Part.02 虹科Micronor加速度系统解决方案光纤测量系统是可靠且不受破坏性因素影响对转子叶片进行加速度测量的理想选择。使用这样的测量系统，测量头粘在转子叶片上，而光纤电缆沿着它延伸到轮毂。 然后，带有激光源的控制器和相关评估电子设备位于集线器上。 通过对转子叶片进行这些加速度测量，可以确定可用于优化叶片形状的数据。 此外，您可以根据不同的风况调整转子叶片的位置。测量的核心是具有反射表面的MEMS。 入射光束通过棱镜引导到反射表面上，使反射光束以尽可能大的强度耦合到返回光纤中。 如果发生外部加速度，镜子会改变其轴。 这会偏转反射光束。 因此，在评估电子设备中测量的光强度会降低。 光强度的降低与外部加速度成正比。Part.03 所用产品在MICRONOR，我们提供的系统可以可靠地对转子叶片进行加速度测量。随着我们的单轴或多轴光纤加速度计系统，您可以测量风力涡轮机等高压环境中的振动和运动。您可以在产品类别中找到各种控制器和传感器。我们的虹科MR660控制器有单轴、双轴或三轴的不同版本。它们在电子或机电传感器失效的地方工作。为此，我们提供合适的传感器：圆形 1 轴传感器 HK-MR661 和单轴方形传感器 HK-MR662，以及两轴 HK-MR663 和三轴 HK-MR664。

1、前言随着半导体封装变得更小、集成度更高，使用非破坏性、高分辨率技术定位故障的能力变得越来越重要。对失效分析手段提出了挑战，故障高分辨率定位能力的需求逐渐增大。为满足这些要求，Advantest开发了TS9001TDR方案，该系统分析通过利用专有的短脉冲信号处理技术进行高分辨率时域反射测量（Time Domain Reflectometry, TDR），对先进半导体封装、电子元件和印刷电路板中的导线故障区域进行快速、高精度和无损分析。 2、主要应用以3D集成电路为代表的高密度集成电路中存在着无限小的布线结构，布线故障在封装、印刷电路板封装过程中频繁出现。检测故障点需要几十微米分辨率。由于上升时间（约20ps）和抖动（约1ps）的限制，传统示波器TDR方法的故障距离分辨率仍保持数百微米的分辨率。使用TS9001TDR系统可以准确分析各种尖端半导体封装的布线质量，如倒装芯片BGA、晶圆级封装和2.5D/3D IC封装，能够直接连接客户的射频探测系统，针对其设备形状和故障分析环境，实现高速、高分辨率的测量，提供灵活的解决方案。（1） 高度集成的集成电路封装故障分析1) 封装引线故障分析：确定引线故障点位于Si Interposer内还是封装内，识别故障是由预处理还是后处理中的因素引起的2) C4 Bump故障分析：利用测试回路确定和分析安装Si Interposer的条件，对测试回路的菊花链结构进行故障点分析，并对安装条件进行反馈3) TSV、Micro-Bump故障分析：识别层压芯片的故障层4) 印刷电路板PCB故障分析：识别PCB板中通孔和信号线的故障点3、原理与优势（1）原理与技术太赫兹脉冲时域反射计的原理参见上图。其利用两个的飞秒激光器分别泵浦光电导电线，产生高频的太赫兹脉冲信号。飞秒激光器的中心波长1550nm，脉冲宽度50fs。其中，一个飞秒激光器的重复频率50MHz，另一个激光器的重复频率稍有区别。采用两个激光器的重复频率稍有差别的缘由在于，利用两个激光器的差频延迟，可以实现高频太赫兹信号的产生和探测。其工作是高频太赫兹信号通过探针接触芯片的管脚，高频太赫兹信号在芯片封装的引线中传播。当芯片封装没有开断路时，高频太赫兹沿着引线向前传播；当芯片封装的引线等出现开路时，将反射回正峰脉冲信号；当芯片封装引线出现短路时，将反射回负峰脉冲信号。（2）技术优势为了识别故障点，常用的封装无损检测方法包括光发射显微镜(emission microscope)和示波器时域反射计(Time domain Reflectometry, TDR)等，但是这些无损检测方法受到时域信号抖动的限制（信号抖动约1ps），导致分辨率不高，不能定位微米级的失效位置，无法以高分辨率检测开路、短路故障。故亟需高分辨率时域反射计，以提供快速且精准的失效定位。Advantest通过独有的光学采样和电短脉冲生成技术，借助飞秒激光技术，产生抖动小于30fs的超短采样脉冲。可以实现5μm的故障定位分辨率。通过使用自动探针的自动触地功能，进行精确的可重复测量，具有更高精度和效率的故障位置测量。TS9001TDR系统通过自动探针和与CAD设计联动，实例分析芯片封装的引线开路和短路故障定位，可以直观快速定位芯片封装的故障点，实现先进封装的失效分析。4、国内外发展现状Advantest的TS9001TDR系统中采用两个超短脉冲激光器异步采样，采取异步采样技术可以使系统不再需要机械式的光学延迟线，并且具有超高速的信号扫描速度。是目前全球独一的技术，目前国内外没有同类设备。5、发展趋势随着晶圆代工制程不断缩小，摩尔定律逼近极限，先进封装是后摩尔时代的必然选择，3D封装迅猛发展。作为一种全新的实现定位方法，在未来的几年里，太赫兹TDR技术将继续保持高速发展的势头。随着关键技术的不断发展，相关产品的种类将越来越丰富，行业应用和相关配套服务也将越来越广泛。搭载脉冲电磁波产生和高速采样的超短脉冲光纤激光器的太赫兹TDR设备，有助于半导体3D封装的故障分析。 6、总结与展望 在实际芯片测量过程中，太赫兹脉冲信号耦合至芯片内部衰减较为严重，对于太赫兹脉冲的信噪比提出了很高的要求。为了进一步提高测量精度和芯片内的传输路径，提高信噪比是亟需攻克的问题。另外芯片内部的引线存在阻抗不匹配又没有完全开路的情况，对于这类Soft Open的芯片检测，TDR波形分析需要结合信号模拟仿真，增强对信号的解读。对于材料的吸收系数、折射率、介电常数等光谱特性，可以用太赫兹时域光谱仪表征，这也是爱德万测试太赫兹技术的核心应用。目前爱德万测试已经有太赫兹时域光谱成像系统，通过发射和接收时域太赫兹信号至样品，可以实现生物医学样品、食品农产品、化学品、复合材料、通讯材料等的光谱特性表征。（爱德万测试(中国)管理有限公司 供稿）

【项目综述】项目内容：湖北省农科院植保土肥研究所水旱轮作稻田碳氮协同减排定位试验项目时间：2023年7月项目地点：国家农业环境潜江观测实验站【项目第一阶段】供电系统安装供电系统由10块太阳能板和五块蓄电池组成，分别给超声风速仪与主机供电。为了防止太阳能板影响主机测试，每2块太阳能板间距1.5米，插入田中0.8米，第一块距离基座13米。【项目第二阶段】仪器主体安装仪器主体部分由开路分析仪主机和水箱两部分构成。主机悬挂在三脚支撑架的横杆中间位置，底部距地面约1.4米，水箱放在离主机0.5米左右位置。【项目第三阶段】数据采集与培训