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海气界面二氧化碳分压在线监测系统组成原理浮标应用

在线二氧化碳监测系统.jpg

美国Sensors&SystemsSolutions公司自动二氧化碳在线检测平台
该自动式二氧化碳在线检测平台是由MontereyBay海洋研究院(MBARI)和美国国家海洋和大气环境局(NOAA)联合研发,由美国Battelle公司来生产和制造,该仪器为海洋环境提供大气环境和海面的分压(pCO2)远程监测,可以协助科学家了解和预测气候问题,促使人们对于海洋到底是二氧化碳的源或是宿(相对于大气环境)有了新的认识。
仪器通过添加参比校正气体,并增加两路卫星传输数据能力进行时实控制系统和接收数据,来提高仪器的性能。目前,NOAA在各类的浮标上已布放不低于36台以上的pCO2在线检测平台。NOAA使用这套数据分析仪器组建一个全球观测平台阵列,来检测海气通量,用于全球观测平台(GlobalOceanObservingSystem-GOOS)。

在线二氧化碳安装浮标.png在线海气二氧化碳监测系统.png

设备采用模块化设计,有利于组装和维护保养,主要构成包括:数据分析模块、标气模块、平衡器模块、供电模块、通讯模块。采用LI-COR非散射红外检测器NDIR,具有维护保养简单,维护保养周期长,检测数据稳定,无漂移的特性。
该设备相对于其它长时间监测二氧化碳的仪器的主要特点有:
仅有平衡器是接近于表层海面,其它组成部分无需置于海面当中,平衡器入水组成部分特有的铜镍合金材质可能够防止生物附着。其它的产品仪器必须要将检测组成部分入水,这样确实会形成大量的生物附着,引起数据的明显偏离。

系统配置有二氧化碳标准气体,每次检测前均进行零气校正和标准气体校正,这样确保了每次检测都是使用的统一校准曲线,可以能够防止数据漂移。而其他产品不使用标气,检测数据会随时间流逝而漂移。
遵循每天8次检测,起码可以确保一年的使用,且期间无需维护保养。维护保养也仅是更换填补标气和简单的外表清除,不需要对仪器做生物附着清除等繁琐和费事的事情。



产品特点


同时测量大气及海面分压pCO2


自带闪存

自供电(通过电池)

含有有高精度CO2参比气体

装备有铱星卫星通讯连接

模块化设计,以便于配件更换

坚固的设计,适用于海洋浮标上长期部署

技术参数

测量技术:非色散红外检测器NDIR

测量范围:100ppm~600ppm

精度:1ppm

分析仪最大抽速:1L/min

操作温度:0~40

布放周期:至少12个月(8个数据/天)

供电:分析单元10VDC7~14.5VDC),通讯单元8VDC5.6~11.2VDC

尺寸:分析单元直径:20cm  高:约65cm

标气单元直径:15cm  高:约65cm

供电单元直径:15cm  高:约55cm

平衡器单元直径:15cm  高:约75cm

通讯单元直径:10cm  高:约25cm

外壳材质:耐腐蚀型抗老化复合材料

全自动CO2在线监测系统发展历程

MBARI设计    NOAA改进     Battelle制造

1992-1997

MBARI设计舰载版并进行实验和开始收集数据

1997-2002

MBARI设计用于浮标的版本,并加装自动测量和通讯功能

2003-2007  

NOAA继续开发,设计了两点校准方法,并对制造工艺提出修改

2008

Battelle MBARINOAA合作,开展准备正式产生

2008

Battelle接到了第一台的正式订单

2009

第一台产品制造完成并投入使用


本文标签:二氧化碳

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