原理與技術(shù)

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Picarro常見問題

發(fā)表時間:2023-07-25瀏覽量:221

1、光腔衰蕩光譜法與類似技術(shù)的區(qū)別是什么?

2、CRDS 與 ICOS 相比如何?

3、CRDS 與 FTIR,NDIR 和 TDLAS 相比如何?

4、CRDS 如何選擇測量特定氣體的波長?

5、CRDS 可以同時檢測多少種氣體?

6、CRDS 儀器是否可以在野外現(xiàn)場重新配置以獲得不同的目標(biāo)氣體的結(jié)果?

7、CRDS 能測量液體樣品嗎?

8、CRDS 真的不需要校準(zhǔn)嗎?


1、Picarro 的溫室氣體測量和氣體穩(wěn)定同位素測量技術(shù)的區(qū)別是什么?

從根本上說,這兩種應(yīng)用都用于測量各種物質(zhì)濃度的微小變化,因此需要非常高的精度、準(zhǔn)確度以及出色的穩(wěn)定性。所有 Picarro 分析儀都具有如下特點:

(1)高度穩(wěn)定的溫度控制 –低至 20 毫攝氏度(室溫的 0.006%)- 樣品、測量腔和周圍電子設(shè)備,即使在環(huán)境溫度變化時也能確保數(shù)據(jù)的可靠性(參見此處鏈接)。
(2)高度穩(wěn)定的樣品壓強(qiáng)控制–低至 0.024 托(大氣壓的 0.003%) - 即使環(huán)境壓強(qiáng)發(fā)生變化,也能確保數(shù)據(jù)的最大可信度。
(3)獲得專利的波長監(jiān)視器,可提供高精度的激光波長測量和控制 – 低至 2MHz(中心波長的0.000001% - 用于精確檢測目標(biāo)光譜特征。

即使隨著時間和環(huán)境條件變化,這種前所未有的穩(wěn)定性也能提供無與倫比的精度和準(zhǔn)確度 - 因為在測量過程中目標(biāo)光譜特征將保持不變。


2、CRDS 與 ICOS 相比如何?

CRDS 是一種完全基于時間的測量技術(shù),而 ICOS 本質(zhì)上是一種基于吸收(基于強(qiáng)度的)測量技術(shù)。為了確定吸收光程長度,ICOS 必須在每次光譜吸收掃描結(jié)束時使用基于時間的衰減測量,這是 CRDS 中不需要的額外步驟。像 ICOS 這樣的基于吸收強(qiáng)度的測量往往受到激光噪聲和漂移的限制。相比之下,基于時間的 CRDS 測量實際上是在激光光源關(guān)閉時進(jìn)行的,因此不會受到任何激光噪聲或漂移的影響。Picarro CRDS 技術(shù)獨有的另一個優(yōu)勢是使用超精密(~2MHz)波長監(jiān)視器,能夠?qū)⒓す庵鲃佣ㄎ恢撂囟ㄒ阎ㄩL。相比之下,ICOS 沒有采用這種方法,事實上,它使用激光電流來調(diào)制激光的波長,這本身就是非線性的。這些非線性條件直接轉(zhuǎn)換為吸收光譜測量,并可能導(dǎo)致濃度計算誤差。


3、CRDS 與 FTIR,NDIR 和 TDLAS 相比如何?

CRDS 與這些其它技術(shù)的不同之處在于它使用基于時間的測量來研究氣體的吸收光譜,而不是傳統(tǒng)的基于強(qiáng)度的吸收方法。該方法的優(yōu)點在于它不受激光噪聲影響。由于諸如 FT-IR 和 NDIR 等基于吸光度的儀器測量的是入射光的吸收比率,因此靈敏度受到來自光源、反射器和檢測器的噪聲的限制。CRDS 的有效吸收光程也明顯長于其它技術(shù),因此靈敏度和精度更高,檢測限更低。測量氣室的“光程長度”是所有這些技術(shù)靈敏度的主要理論決定因素。


CRDS 使用相干激光光源,而 FTIR 和 NDIR 儀器使用非相干光源產(chǎn)生光子。非相干光的特性限制了這些儀器的光程長度,從而限制了靈敏度。盡管 TDLAS 使用相干光源,但由于使用諧振光學(xué)腔而不是多光路吸收氣室,CRDS 實現(xiàn)了比 TDLAS 明顯更長的光學(xué)路徑長度。通常,諸如 Herriott 式氣室的多光路吸收氣室受到反射鏡制造工藝和聚焦對準(zhǔn)等實際問題的限制,這些問題不能使它們獲得與 CRDS 一樣的光程路徑長度并因此限制了靈敏度/精度。


另外,CRDS 技術(shù)能夠獲得相對窄的光譜,因為目前可用的二極管激光器調(diào)諧范圍窄。


4、CRDS 如何選擇測量特定氣體的波長?

我們致力于是生產(chǎn)穩(wěn)定、可靠的儀器,可以輕松操作和維護(hù)。由于激光發(fā)射器是關(guān)鍵部件,我們選擇獨特的特征光譜,使我們能夠使用在電信行業(yè)中具有多年可靠性和設(shè)計驗證的特殊 NIR DFB 激光器。這些激光器的壽命超過 20 年。因為有一系列 NIR DFB 激光器可供選擇,我們通過在每個氣相分子的幾條可用光譜線中進(jìn)行選擇來優(yōu)化光譜。譜線的選擇基于其強(qiáng)度并且不受待分析樣品中其它分子的干擾。


5、CRDS 可以同時檢測多少種氣體?

這個取決于目標(biāo)氣體、背景氣體和性能要求。如果在我們的激光調(diào)諧范圍內(nèi)存在多個目標(biāo)的吸收峰,我們的分析算法可以適用于每個目標(biāo)峰的測量。我們的典型用戶通常更喜歡以最高的精度和靈敏度測量少量目標(biāo)氣體。


6、CRDS 儀器是否可以在野外現(xiàn)場重新配置以獲得不同的目標(biāo)氣體的結(jié)果?

測量不同的氣體通常涉及切換激光和波長監(jiān)視器。這些部件目前還不能現(xiàn)場更換。


7、CRDS 能測量液體樣品嗎?

是的,我們可以測量液態(tài)水(以及水汽)的同位素。但目前我們還沒有開發(fā)其它液體樣品的方法。


8、CRDS 真的不需要校準(zhǔn)嗎?

與某些說法相反,CRDS 確實需要某種類型的校準(zhǔn)。然而,與其它光學(xué)技術(shù)相比,這些通常非常簡單......


必須測量并校準(zhǔn)每種目標(biāo)氣體的摩爾吸光系數(shù)或消光系數(shù)。這是 Picarro 在開發(fā)每種儀器的光譜學(xué)特征期間完成的,而且這些都是在工廠編程的光譜擬合算法中考慮的因素,無需客戶校準(zhǔn)或調(diào)整。


背景濃度和操作環(huán)境壓強(qiáng)的較大變化可導(dǎo)致壓強(qiáng)展寬效應(yīng),此時必須進(jìn)行校準(zhǔn)。通過校準(zhǔn),我們的光譜學(xué)程序可以校準(zhǔn)這些壓強(qiáng)展寬效應(yīng)的影響。這些都是在工廠編程的光譜擬合算法中考慮的因素,無需客戶校準(zhǔn)或調(diào)整。

  

根據(jù)應(yīng)用類型,可能需要定期測量已知標(biāo)準(zhǔn)樣品以進(jìn)行驗證。

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