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2020-05

HT8700E NH3开路通量分析仪FAQ

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01. 现有几种测氨排放通量的原理都是什么,各自的优缺点是什么?

痕量气态大气NH3通量的测量非常具有挑战性(Sutton 等,2007)。NH3是一种反应性碱性气体,很容易粘附在湿叶和土壤等表面上。此外,NH3和NH4 +(统称为NHx)通常同时存在于气相,颗粒相和水相中,其中分配随环境条件(例如温度和相对湿度)而变化(Norman等,2009)。这导致了许多不同的NH3测量技术的发展,包括封闭箱法和微气象方法(Norman等,2009)。用于测量通量的微气象方法包括通量梯度法(Duyzer,1994),涡动协方差(Baldocchi,1988),涡动相关法(Desjardins,1972)和迟豫涡流累积(REA)(Businger and Oncley,1990)。与封闭箱法方法相比,微气象方法的优势在于,它们在不干扰环境条件的情况下,可以捕获大面积(> 100 m2)的空间平均地表-大气交换(Sommar等,2013)。但是,这种方法受到下垫面均匀性,湍流稳定性和足够风浪区的假设的限制(Fotiadi等,2005)。 

涡动相关和REA方法对于NH3通量的定量分析很有吸引力,因为它们不依赖于快速响应的气体传感器来测量NH3浓度(Myles等,2011)。但是,这些方法的缺点是实验过程劳动强度大,并且时间分辨率受到需要在采样容器中获取足够的NH3质量以在实验室进行定量的限制。通量梯度法和涡动协方差方法要求使用精确的(±10%精度),快速响应的气体传感器(例如10 Hz)来测量目标成分的浓度(Phillips等,2004)。尽管在文献中已经描述了一种研究级的开放光路式涡动协方差仪器(Sun等人,2015),但是目前的商业市场尚未推出低功耗、易于部署、易于维护的用于快速测量NH3浓度脉动的仪器,以适应涡动协方差技术用于NH3通量测量的研究。这正是海尔欣推出HT8700E仪器的目的所在。 

参考资料:A.J. Nelson et al. / Agricultural and Forest Meteorology 239 (2017) 202–212


02. 施肥是NH3的一个很大的源,大家知道的能够产生NH3的化肥有哪些?

碳铵、尿素、有机肥等铵态氮肥。


03. HT8700E测量通量时一般都要有一个测量水汽的仪器用于补偿,一般可以选择什么仪器?

水汽测量必须达到10Hz高频,LICOR的LI-7500或者Campbell的开路CO2/H2O分析仪EC150都可以达到目的。


04. HT8700E为什么要带个冷却系统,一般用什么作为冷却液?

因为量子级联激光器发热量较大,液态冷却系统效率较高。 另外,使用独立散热的液态冷却系统,可以将仪器自己产生的热量降低,对湍流和通量测量影响可降至最低。避免出现类似Campbell开路CO2/H2O测量仪器自身热量,对通量测量的影响和后续校正问题。


05. HT8700E的电压是24V直流电,我们在配置系统是需要如何处理和很多其他的12V的供电的探头和系统?

两个办法: 1、将两个12V电源串联可以获得24V电压 

                 2、也可以选用逆变器将12VDC转化成220VAC,再用常见24V适配器获取24VDC输出


06. 干沉降和湿沉降的区别是什么?我们的HT8700E NH3分析仪能够测哪种沉降和NH3的排放?

不下雨时,大气中NH3可被植被吸附或重力沉降到地面叫干沉降;下雨时,NH3分子溶于高空雨滴,继而降到地面叫湿沉降。HT8700E测量的是NH3的干沉降。


07. HT8700E测的通量和G2508测的通量有什么区别?G2103能够做通量的研究用嘛?

HT8700E测量的是大气中的通量,所用技术为涡动相关(Eddy Covariance)技术;G2508测量的是土壤呼吸或地气交换的氨通量,所用技术为箱法(Chamber Measurement)。G2103可以使用梯度法来测量大气氨通量。前者与后两者最大的区别在于对浓度信号变化的响应速度,只有前者才可以达到10Hz的信号带宽,用涡动相关技术进行氨气通量观测。


08. 为什么一再要求大家阅读LI7700的说明书,HT8700E和LI7700的原理上的异同是什么?讲三点异同。

1、二者都是使用TDLAS(调谐激光吸收光谱)技术; 

2、二者都采用了WMS(波长调制技术); 

3、LI7700是采用近红外激光光源测量甲烷在1.6um处的吸收峰,HT8700E采用中红外量子级联激光光源测量氨气在9um处的吸收峰


09. 在所有各种气体中,NH3是少数采用开路要略好于闭路的通量气体,为什么?请说出3点。

1、抽取式采样与闭路气体池分析技术,氨分子在仪器或管路内表面的吸附效应将响应时间限制在几秒钟甚至更长,而HT8700E开放式光路,最大限度地减少采样管道上氨的吸附造成的迟滞,可达到10Hz浓度信号输出,而且使得信号的高频衰减减小。 

2、开路测量氨气,省去了大流量的真空泵,整个系统功耗降低至50W,使得HT8700E部署的灵活性大大提高。

3、开路分析仪对涡动相关通量数据处理更简单,修正步骤更少,各种校正所引起的误差更小。

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