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关于关键论文范文写作 有机碳元素碳分析仪关键部件的国产化相关论文写作资料

主题:关键论文写作 时间:2024-02-21

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摘 要: 在有机碳/元素碳分析仪(以下简称“分析仪”)的开发过程中,CO2检测器作为其重要的关键核心部件,它的性能指标直接决定分析仪的准确定和稳定性,本文重点介绍由中科天融(北京)科技有限公司开发的国产化的CO2检测器(TR20N9-NDIR-01)模块,对其原理、性能指标验证、可靠性等方面进行了详细的介绍和总结.CO2检测器的国产化研究有效的填补了该技术在我国气溶胶碳质组分研究领域的空白,打破了外国的垄断,大大降低了成本,对国产化仪器的发展有着重要的意义.

Abstract: During the development of organic carbon / elemental carbon analyzer (hereinafter referred to as "analyzer"), CO2 detector, as the core components, determines the accuracy and stability of the analyzer directly. This article focuses on principle, performance index verification and reliability of the modern CO2 detector module developed (TR20N9-NDIR-01) by Chinatech Talroad(Beijing) Technology Co.,Ltd. This CO2 detector has effectively filled the gap in the field of aerosol carbon composition research in China, which has broken the foreign monopoly and greatly reduced the cost, being great significant to the development of domestic instruments.

關键词: 气溶胶;碳质组分;非色散红外技术;国产化

Key words: aerosol;carbonaceous components;non-dispersive infrared technology;domestication

中图分类号:U443.38 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2018)04-0202-04

0 引言

碳质组分是大气气溶胶的重要组成成分,已有的研究结果表明:气溶胶中的碳质组分的含量一般占细粒子(PM2.5)质量浓度的10~70%,占PM10质量浓度的25~35%;占总悬浮颗粒物(TSP)质量浓度的15~25%[1-4].传统的含碳颗粒物分析方法主要有热法、光法和热光法3类.其中热光法是目前国际上应用最为广泛和公认的方法,目前市场上比较有代表性的从事生产研发的有两家公司,分别为美国 Sunset实验室的 OC/EC 分析仪和美国沙漠所(DRI)的OC/EC分析仪.这两家公司都是基于热光法原理开发出来的,均为离线,而他们较大的区别之一就是所使用的CO2检测器不同,前者使用NDIR检测器,后者使用FID检测器.也有少量的在线仪器使用NDIR(如美国 Sunset 实验室的 RT 系列OC/EC分析仪)其高昂的和脱节的售后技术服务也制约了我国含碳颗粒物的防控[5].所以能准确测量CO2浓度的检测器对有机碳/元素碳分析仪的开发有着至关重要的作用,笔者通过大量的市场调研和实验对比一直没有找到国内可用的基于非色散红外技术CO2检测器,一个很关键的原因是国内厂家生产的CO2检测器无法做到在大量程范围内准确测量各个阶段的浓度.正是这个原因,中科天融(北京)科技有限公司开发出基于热光法和NDIR检测技术开发出TR20N9型有机碳/元素碳在线分析仪,并且实现了关键部件CO)检测器的国产化,目前该产品国产化程度高达98%以上,其中关键部件均已国产化,不再受国外限制,其性能达到国际先进水平,满足国内科学需要.笔者通过实验数据,对该仪器的内的关键部件CO)检测器(TR20N9-NDIR-01)进行介绍,以期为该领域国产化仪器的研发提供参考.

1 检测器简介

1.1 基本原理

非色散红外技术(NDIR)是一种机器气体吸收理论的方法.红外光发出的红外辐射经过一定浓度待测的气体吸收后,与气体浓度成正比的光谱强度发生变化,因此根据光谱光强的变化量就可以反演出待测气体的浓度.NDIR是检测气体的光学方法.这依赖于一个事实,即许多气体吸收特定波长的红外光.它利用一个定义长度的通道和测量气体吸收特定波长的光线的多少是可以计算出气体的浓度.对于CO2,常用的波长为4.26um,这是二氧化碳强烈吸收,但不被所有其他常见气体或水蒸气吸收的波长.

1.2 主要技术参数

主要技术参数如表1、表2所示.

2 性能指标验证

2.1 测试方案

本实验选取两套TR20N9型有机碳/元素碳在线分析仪设备,设备严格按照企业标准做出厂测试,均为合格产品.唯一的区别是两套设备所搭载的关键部件CO2检测器不同,分别为进口DX6220型和国产TR20N9-NDIR-01型(备注DX6220为美国Sunset OC/EC分析仪所使用型号),实物照片见图1-图2.实验内容为分别对两台仪器进行如下比对实验:仪器最低检出限、稳定性、示值误差、甲烷峰的稳定性实验.通过相关数据验证国产化的CO2检测器是否满足气溶胶中碳质组分分析仪的使用需求.实验所需耗材工具:Pall石英膜、镊子、进样针(10μl)、标准这样溶液(4.21μgC/μl )、流量计(0-30L/min).

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