仪器概述

TILDAS-dual采用了两重量子级联激光,可以同时测量多种大气痕量气体成分。具有高灵敏度、高精度、连续、快速测量的特点。点击查看仪器彩页

TILDAS_dual.jpg

图1.QCL-dual 实物图

对多种痕量大气成分具有极高的灵敏度:甲烷、一氧化二氮、氧化亚氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、甲醛(formaldehyde), 甲酸(formic acid), 乙烯(ethylene), 乙炔(acetylene), 氧硫化碳(carbonyl sulfide), 丙烯醛(acrolein), 氨气(ammonia, NH3)和其它气体;

下面列出了目前比较受欢迎的测量组合。更多测量组合请见痕量气体组合清单

Clumped CO2 Isotopes
CH4Isotopes
CO2, Water Isotopes
N2O Isotopes
NO,NO2
CH4,N2O,CO,CO2,H2O,C2H6

应用范围

  • 燃烧排放定性、监测;
  • 源汇界定研究中甲烷和一氧化二氮同位素的监测;
  • 涡度相关等观测研究;
  • 烟气快速响应研究;
  • 空气质量监测;
  • 车、船、机载平台的移动观测研究;
  • 技术优势

  • 摆脱标气,直接获得气体绝对浓度;
  • 响应迅速;
  • 排除其它大气成分和水汽的干扰;
  • 无调试,无维护,开机即用;
  • 可随时用于外场观测和移动平台观测;
  • 双激光可同时测量多种气体成分;
  • 光程包括76米或者210米;
  • 数据采样速率达1-10Hz(具体速率取决于具体仪器)
  • 技术指标

    TILDAS的中红外激光提供高精度和高准确性的测量手段.表中列出部分光程210米激光测试下每种成分的最优波长(cm-1)、标称测量精度(ppt/s)、检出限(2σ/100s)。详细指标见各仪器彩页。

    Trace gas Wavenumber
    [cm-1]
    Precision
    (1 s) [ppt]
    LOD
    (100 s) [ppt]
    CH4 1271 200 --
    CO 2190 20 10
    N2O 1271 60 --
    N2O 2250 30 --
    NH3 967 20 10
    NO2 1600 10 5
    HONO 1279 150 80
    HCHO 1765 50 20
    HCOOH 1766 80 40
    NO 1900 40 20
    C2H6 2990 20 10
    OCS 2056 2 1

  • 数据输出:本地存储、网络传输、RS232、模拟电路输出;
  • 数据频率:1-10Hz (不同仪器和真空泵有所变动)
  • 仪器操作:自动、远程控制
  • 物理参数

    尺寸/重量:770 mm x 560 mm x 640 mm (L x W x H)/主机重量: 75 kg

    电源:250-500 W, 120/240 V, 50/60 Hz (连接Varian IDP-3型真空泵)

    参考文献

    1. Nelson, D.D. et al., Optics Let.31, 2012-2014, 2006.
    2. McManus, J.B. et al., Applied Physics B, DOI: 10.1007/s00340-006-2407-7 (2006).
    3. McManus, J.B., M.S. Zahniser, D.D. Nelson, L.R. Williams, and C.E. Kolb, Infrared laser spectrometer with balanced absorption for measurements of isotopic ratios of carbon gases, Spectrochim. Acta A,58, 2465-2479, (2002).
    4. McManus, J.B., D.D. Nelson, J.H. Shorter, R. Jiménez, S. Herndon, S. Saleska, and M.S. Zahniser, A high precision pulsed QCL spectrometer for measurements of stable isotopes of carbon dioxide, J. Modern Optics,52, 2309-2321 (2005).
    5. Saleska, SR; J. Shorter, S. Herndon, R. Jimenéz, B. McManus, D. Nelson, M. Zahniser, What are the instrumentation requirements for measuring the isotopic composition of net ecosystem exchange of CO2 using eddy covariance methods? Isotopes in Environmental and Health Studies,42 (1), 117 (2006).
    6. Nelson, D.D., J. B. McManus, S. C. Herndon, M. S. Zahniser, B. Tuzson and L. Emmenegger, New Method for Isotopic Ratio Measurements of Atmospheric Carbon Dioxide Using a 4.3 μm Pulsed Quantum Cascade Laser, Appl. Phys. B90, 301–309 (2008).
    7. Tuzson, B , J. Mohn, M. J. Zeeman, R. A. Werner, W. Eugster, M. S. Zahniser, D. D. Nelson, J. B. McManus, L. Emmenegger, High precision and continuous field measurements of δ13C and δ18O in carbon dioxide with a cryogen-free QCLAS, Appl. Phys. B92, 451-458 (2008).