设为首页 返回主站

大气复合污染监测

当前位置:首页 - 产品展示 - 大气自动监测 - 大气复合污染监测

(美国 Atmoslytic Inc.仪器公司)2001A型有机碳元素碳(OCEC)分析仪

发布时间:2014-12-16 浏览量:

   
 
■ 工作原理

 

1.产品简介 
    2001A 型有机碳/元素碳 (OC/EC) 分析仪是一款应用热光法测量原理、设计精良、非常成熟的分析仪,可适用于美国 IMPROVE,NIOSH5040,USEPA-STN,  加拿大 MSC1,和中国香港 UST-TOT 方法,测量颗粒物样品中的有机碳(OC)和无机碳(EC)含量,也可直接测定大气颗粒物样品中的碳酸盐(CC)含量。

 

2.热光法测量原理
    在热光炉中,先通入氦气气流,在无氧的气氛下程序升温,逐步加热颗粒物样品,使样品中有机碳挥发,之后通入 2%氧/氦混合气,在有氧气氛下继续加热升温,使得样品中的元素碳完全氧化成二氧化碳(CO2)。无氧加热释放的有机碳经催化氧化炉转化生成的CO2,和有氧加热时段生成的CO2,均在还原炉中被还原成甲烷(CH4),再由火焰离子化检测器(FID)定量检测。无氧加热时的焦化效应(charring,也称为碳化)可使部分有机碳转变为裂解碳(OPC) 。为检测出
    OPC的生成量,用 633 nm激光全程照射样品,测量加热升温过程中反射光强(或透射光强)的变化,以初始光强作为参照,准确确定OC和EC的分离点。

 

 

 


■ 产品特点

3.分析程序(方法) 
    以 IMPROVE 方法的为例。热谱图上,无氧加热时段与各个温度台阶相对应的碳为:OC1、OC2、OC3、OC4;而有氧加热步骤中对应各个温度台阶的碳为:EC1、EC2、EC3;其中,EC1 中包含了 OPC。检测样品对 633 nm 的激光的反射光强的变化,将反射光强回到初始光强的时刻定义为 EC 的起始点,从 EC1中分离出 OPC。最终,颗粒物样品的有机碳总量(TOC)被定义为 OC1、OC2、OC3、OC4、OPC 之和,元素碳总量(TEC)被定义为 EC1、EC2、EC3 之和
减去 OPC。

 
    定义 OC 和 EC 分割点的方法(即测定 OPC 的方法),有反射法(TOR)与透射法(TOT)之分,如:IMRROVE 方法为 TOR 法,而 NIOSH5040 为 TOT 法。
    TOR 法根据激光光源照射样品的反射光强(Reflectance)回到起始强度,定义分割点,而 TOT 法则根据对激光光源照射样品的透射光强(Transmittance)回到起始强度定义分割点。相应地,用 TOR 方法测定的 OPC 也称为 OPR,TOT方法获得的 OPC 也称为 OPT。 
TOR 法和 TOT 法都有较广泛的应用,但两者的 OC、EC 测量结果却不完全相同。文献(Chow et al., 2003,Fung et al., 2003)指出,对吸附在石英滤膜上的有机碳焦化敏感程度不同,是导致两者测量结果差异的主要原因。TOR 方法对石英膜上吸附的有机碳焦化不敏感,给出的有机碳焦化的校正量比 TOT 方法略低。 
    在常规的热光分析程序开始前,向滤纸样品加酸,可以使样品中的碳酸盐分解释放出CO2,测定该部分CO2,即可直接测定样品中碳酸盐(CC)的含量。可增加一个选配件,进行这项分析操作。
 
4.应用领域 
    环境(及室内)空气质量监测和研究、污染源样品研究 
    水及各类沉积物中有机碳和元素碳含量的监测和研究 
 
5.检测限与测量范围 
最低检测限:Typical lower MDL (minimum determine limits, ideal conditions)  
    -总有机碳(TOC):   0.82   μg C /cm2
    -总元素碳(TEC):   0.20   μg C /cm2
    -总碳(TC):    0.93   μg C /cm2 
测量范围:     0.2-750  μg C /cm2
 
6.仪器结构 
    DRI2001A 型碳分析仪的详细仪器结构请参照 “用户手册”。可程序升温的热光炉是分析仪的核心,在一个由石英制成的炉体中包括:进样机构、燃烧炉和氧化炉。

    DRI2001A 型碳分析仪可安装在实验台上,仪器的左侧部分,可用做工作平台。仪器的标配包括主机、电脑和显示器。此外还配备下列辅件: 
★ 取样切刀:直径5/16英寸,从石英滤膜上切取小块样品。 
★ 注射器:Hamilton生产的1000ul和2500ul两种规格气体注射器,用于标准气体的注射;50ul的注射器用于碳酸盐分析加酸,或用于加注液体标样。 
★ 平头镊子:用于取膜 
★ 玻璃培养皿 
★ 扳手和螺丝起子,L型起匙,用于维护。
★ 运行软件 
    注:仪器的质保期标准为一年,但不包括非Atmoslytic Inc.公司生产的部件,如激光器和FID检测器。激光器和FID检测器由生产厂家直接提供质保。如发现损坏部件应返修或更换。延长质保期,需支付额外费用。 
 
    7.  技术特点 
★ 仪器用计算机控制,可接受语音命令,选择预存在Microsoft ACCESS表格中不同分析方法,如:美国IMPROVE,NIOSH5040,USEPA-STN, 加拿大MSC1,和中国香港UST-TOT监测方法,测量颗粒物样品中的有机碳(OC)和无机碳(EC)含量。也可直接测定颗粒物样品中的碳酸盐(CC)含量。 
★ 自动进样,每批次最多处理18个样品,其间无需人员干预进样操作,操作更为简便、可靠。 
★ FID的双量程(10-6,10-8)自动切换,在较敏感的10-8量程,可以检测到低于0.2μg/cm2碳浓度值或高于28μg的峰值,而不会超出量程。  
★ 应用He-Ne激光光源,工作寿命长,性能稳定。 
★ 同时测量反射光强和透射光强,给出TOR方式和TOT方式的裂解碳(OPR和OPT)校正值。 
★ 测温热电偶安装在石英膜碟底部,更加准确地分析过程中的温度变化。 
★ 设计有外标注入口。可注入液态标准,如KHP或蔗糖,也可注入标准气体,如甲烷、CO2,等,对仪器进行校准。该注入口还可用于对样品注酸,来测定碳酸盐的浓度。 
★ MnO2催化氧化炉带有1个旁路排气口,可以连接其它监测仪器,如NDIR。 
★ 恒温时间的自适应调节功能,这是DRI2001A系列所特有的功能,即在程序加热升温过程中,在每个温度台阶的保留时间由预设的程序条件自动调节。以IMPROVE方法为例,在预设的最小保留时间和最大保留时间范围内,仪器根据热谱图的出峰斜率的变化自动调整保留时间,以获得不同碳组分的最佳分离效果,从而为解析OC/EC物质的来源提供精确信息。目前的其它同类产品,其保留时间都是固定的。  
★ 从热光炉到FID检测器的所有部件(5个部件)均被加热,由温控装置控制在预设的温度,以避免出现器壁沉积、水汽冷凝导致分析失真,并可保证仪器性能的长期稳定。 
★ 用户可根据自己的需求和经验,对Microsoft ACCESS表格中预存的“分析方法”进行修改。 
★ 原始数据储存在ACCESS列表和ASCII文件中。DRI2001A的软件具有再次处理功能,可重新编制热谱图表或重新计算校准数据,用word文档给出热谱图报告等。 
 
    8. 技术规格:
    电源:115VAC 60/50Hz(选其一) ,15Amp;中国用户需使用变压器。 
    工作环境:带空调的标准实验室环境,无酸性气体或其他异味物质。 
    消耗气体:所有气体必须是高纯度的(无碳氢化合物,达到99.999%)以保证分析仪器的最好运行状态。气体钢瓶使用二级金属压力调节阀,保持15psig的供气压力,并使用很好的气路管件连接。气体种类包括:
★ 氦气 
★ 含10%的氧的氧氦混合气 
★ FID检测器用空气 
★ 含5%甲烷的氦气 
★ 动力压缩空气(驱动进样机构) 
★ 温度设定: 
★ 催化氧化炉:900℃±1℃ 
★ 催化还原(甲烷化)炉:420℃+1℃ 
★ FID检测器:125℃±1℃ 
★ 热光炉的温度:范围120℃-900℃,升温速率最大250℃/分 
★ 温度重现性:±2℃或一个最小设定单位 
★ 温度精度:在250℃或更高时,1%或5℃,取较大值。 He/Ne激光器 最大输出信号 2.5Volt, 可调, 对应反射信号 1.6-2Volts 或透射信号 1.0-1.4Volts,信噪比:±2%或更小 。
 
    计算机的基本要求 
★ 主频:1GHz或更高 
★ 内存:512MB  SDRAM 
★ 1个硬盘,1个软盘驱动器,1个读写光驱,声卡和麦克风,鼠标和键盘 
★ 17〞显示器 
★ WindowsXP,MS Access2000(Windows Vista  不兼容)
 
    外观尺寸(按照现有的配置计算) : 
★ 毛重: 80公斤,  净重:56公斤 
★ 包装尺寸: 107(D)×122(W)×64(H) CM 
★ 实际尺寸: 91(D)×107(W)×48(H)CM