一. 產品簡介

ZYGHG201型溫室氣體監測系統采用先進的光腔衰蕩技術(CRDS)，利用自主知識產權的光學測量結構及數據處理算法，測量光程可達30km，滿足大氣痕量氣體的監測要求，可實現CO2，CH4，H20的連續在線監測。系統符合世界氣象組織(WMO)和其他國際網絡，助力“碳達峰碳中和”早日實現。

光腔衰蕩光譜(Cavity Ring Down Spectroscopy， CRDS) 技術的原理是：用兩片高反射率腔鏡構成穩定的光學諧振腔，氣體樣品充入諧振腔內，當激光的模式和腔的模式匹配，共振信號達到一定強度時就切斷入射光，光在兩片高反鏡之間來回反射，每一次反射都會從出射鏡輸出一部分光，被探測器接收，采集到的光信號成 e 指數衰減。通過 e 指數擬合光信號可以得到衰蕩時間常數 τ ，Ring Down 曲線如圖所示：

 激光光腔衰蕩曲線

樣品的吸收系數與衰蕩時間常數的關系為：

上式中， α(ν)是樣品吸收系數; ν 是激光頻率; c 是光速; τ(ν)為共振腔裝有樣品時的衰蕩時間常數; τ0 為空腔的衰蕩時間常數。 光腔衰蕩光譜記錄每個頻率點透射光隨時間的衰蕩關系， 擬合不同頻率處的 Ring Down 曲線得到衰蕩時間常數，通過上式就可以得到整條譜線的吸收系數。

1.1 高精度溫室氣體在線分析系統

1.1.1 高精度溫室氣體監測分析單元

1.1.2 氣體采樣模塊

(1)采樣頭設置在總管戶外的采樣氣體入口端，防止雨水和粗大的顆粒物落入總管，同時避免鳥類、小動物和大型昆蟲進入總管。采樣頭的設計應保證采樣氣流不受風向影響，穩定進入總管。

(2)采樣總管內的氣流應保持層流狀態，采樣氣體在總管內的滯留時間應小于30s。

(3)采樣裝置的制作材料應選用不與被監測污染物發生化學反應和不釋放有干擾物質的材料。

(4)監測儀器與支管接頭連接的管線應選用不與被監測污染物發生化學反應和不釋放有干擾物質的材料。

(5)為防止灰塵落入監測分析儀器，應在監測儀器的采樣入口與支管氣路的結合部之間，安裝過濾膜。

(6)在監測儀器管線與支管接頭連接時，為防止結露水流和管壁氣流波動的影響，應將管線與支管連接端伸向總管接近中心(或1/2)的位置，然后再做固定。

(7)應安裝在合適的支撐體上(如一定高度的采樣塔)。

(8)應置干保護槽(管)內，并妥善固定保護槽(管可架空或通過地下管道引入測量室，空保護槽(管)高度應視當地實際地形設置地下管深度宜在0.5～0.8m，地下管道內應設采樣管線的保護槽管)。

(9)在采樣管進氣口的相同高度處應安裝至少一根備用采樣管;備用采樣管在不使用期間應對其兩個端口進行密封處理。

(10)當有多根空氣采樣管線時，管線走向應一致，保持平行整齊和美觀并在適當位置進行固定。

(11)盡可能采用一根完整的采樣管，如需要延長連接時，在接頭處應連接緊密，接頭處應便于日后的檢查和更換。

(12)采樣管進氣口處應安裝顆粒物過濾裝置，并做好防塵、防水、防蟲和防腐等處理。

(13)空氣從采樣管進氣口到進入分析設備的滯留時間應小于5min。

1.1.3 超低溫全自動冷阱

1.1.4 標準氣體

CO2、CH4二要素標氣，全進口29.5L鋼瓶，具惰性涂層雙級減壓閥，中國氣象局探測中心標氣，可溯源至世界氣象組織WMO認證;

1.2 數采儀

1.3 分析軟件

二、 產品特點及優勢

國內自主研發生產，質量有保證，良好的售后服務能力，響應速度快;

操作科學簡易、高度自動化、高度穩定性、維護量小，適合各監測站點長期在線無人值守運行;

靈活應對不同用戶針對溫室氣體觀測的實際需求，滿足各項觀測要求;

安裝方便，集成一體化程度高，標準 19 英寸機柜集成;

可參照中國國家級大氣本底站建設方案，開展 WMO/GAW 流程的觀測，使本系統達到國內領先，監測數據國際可比、認可，滿足 國際交流需要;

完全滿足《碳監測評估試點工作方案》中的技術要求。