Das Produkt entspricht GB 3095-2012 Umweltluftqualitätsstandard, HJ 93-2013 Technische Anforderungen und Prüfmethoden für Umweltluft-Partikelsampler (PM10 und PM2.5), HJ 653-2013 Technische Anforderungen und Prüfmethoden für kontinuierliche automatische Überwachungssysteme für Umweltluft-Partikel (PM₁₀ und PM₂,₅), Q/WTH 203-2023 TH-2015 Atmosphärischer Feinpartikel-OC/EC-Online-Analysator.
Instrumenteinführung
Die kohlenstoffhaltigen Bestandteile atmosphärischer Aerosole bestehen hauptsächlich aus organischem Kohlenstoff (Organic Carbon, OC) und elementarem Kohlenstoff (Elemental Carbon, EC) und sind ein wichtiger Bestandteil atmosphärischer Feinpartikel. Sie haben einen erheblichen Einfluss auf die atmosphärische Umwelt und die menschliche Gesundheit. Die genaue Bestimmung der OC- und EC-Konzentrationen ist von großer Bedeutung für die Bewertung des Strahlungszwangsmechanismus kohlenstoffhaltiger Aerosole, die Quellenzuordnung von Schadstoffen und atmosphärische chemische Reaktionen. Der TH-2015 Atmosphärische Feinpartikel-OC/EC-Online-Analysator arbeitet nach dem thermisch-optischen Prinzip, verwendet moderne ARM-Prozessortechnik zur Signalerfassung, -steuerung und Datenverarbeitung und kombiniert optische, mechanische, elektronische, chemische und moderne Sensortechniken. Er kann die Konzentrationen von organischem und elementarem Kohlenstoff in atmosphärischen Aerosolen kontinuierlich überwachen und ist eines der High-Tech-Produkte der Umweltluftqualitäts-Komponentennetz-Überwachung.
Instrumentprinzip
Der TH-2015 Atmosphärische Feinpartikel-OC/EC-Online-Analysator verwendet gleichzeitig die TOT- und TOR-Methode zur Trennung von OC und EC: Zuerst sammelt das Instrument bei einem Durchfluss von 8 L/min atmosphärische Proben und sammelt die Partikelprobe auf einer thermisch stabilen Quarzfaserfiltermembran mit niedrigem Hintergrundwert. In einer sauerstofffreien Helium-Atmosphäre wird die Quarzmembran stufenweise erhitzt, sodass OC aus der Probe verdampft. Nach der OC-Phase wird dem Trägergas ein He/Ox-Gemisch zugeführt und die Quarzmembran in sauerstoffhaltiger Atmosphäre weiter stufenweise erhitzt, sodass EC oxidiert und freigesetzt wird. Die in der OC- und EC-Phase freigesetzten organischen Stoffe gelangen in ein Oxidationsrohr, werden unter katalytischer Oxidation durch MnO₂ zu CO₂ umgewandelt und anschließend im NDIR-Detektor gemessen.
Während des gesamten Heizvorgangs emittiert der Laseremitter kontinuierlich einen Laserstrahl mit 660 nm Wellenlänge, der nach Transmission und Reflexion durch die Quarzmembran auf den Transmissions- und Reflexions-Laserempfänger trifft. Die vom Empfänger gemessene Laserintensität sinkt zunächst durch die Karbonisierung von OC und steigt dann durch die Oxidation und Freisetzung von EC wieder an. Sobald die Transmissions- und Reflexionslichtintensität den Ausgangswert vor dem Heizvorgang wieder erreicht, gilt der OC/EC-Trennpunkt als erreicht. Alle davor thermisch zersetzten kohlenstoffhaltigen Komponenten sind OC, danach EC. Nach Abschluss des Heizprogramms wird ein He/CH₄-Gemisch in die Messschleife geleitet. Nach Füllung der Schleife wird das Gemisch in das System injiziert, im Oxidationsrohr zu CO₂ umgewandelt und vom NDIR-Detektor quantifiziert. Da das Schleifenvolumen fest ist, ist der Methangehalt im injizierten Gas konstant. Durch Vergleich der CO₂-Response-Integrale von OC, EC und dem He/CH₄-Gemisch werden die OC- und EC-Gehalte in der Probe ermittelt. Unter Berücksichtigung von Sampling-Zeit und -Durchfluss wird schließlich die OC- und EC-Konzentration in der Atmosphäre berechnet.
Instrumentmerkmale
• Automatische Alarmmeldung.
• Anzeige des Arbeitszustands von Ventilen und Bauteilen, erleichtert die Wartung.
• Doppel-Detektionssystem aus Transmission und Reflexion: Der TH-2015H Atmosphärische Feinpartikel-OC/EC-Online-Analysator verwendet gleichzeitig Transmissions- und Reflexionslicht zur Trennung von OC und EC und erfüllt damit Vergleichsanforderungen zwischen verschiedenen Methoden.
• Durchflussregelung mit digitalem Massenflussmesser, hohe Konstantfluss-Präzision und Genauigkeit.
• Das Instrument verfügt über eine Parameter-Speicherfunktion für mehr als ein Jahr.
• Das Instrument besitzt eine Spurenfunktion.
• Echtzeit-Kurvenanzeige kritischer Signale, erleichtert die Analyse.
• Alle historischen Daten können per USB-Stick exportiert werden.
• Jedes Ausführungsorgan verfügt über eine unabhängige Testfunktion.
• Zeitnahe und benutzerfreundliche Datenerfassung: Das Instrument bildet über RS-232- und RS-485-Serienschnittstellen mit anderen Analysatoren ein automatisches Überwachungsnetzwerk. Die erfassten Daten werden über RS-232 oder RS-485 an die Substation übertragen. Die Zentralstation kann die Substations-Daten per Kabel oder drahtlos fernabfragen, um zeitnah und effektiv die Luftverschmutzungssituation in einer Region zu erfassen – mit guter Aktualität.
• Präzise und fehlerfreie digitale Filterung: Der Analysator verwendet einen fortschrittlichen digitalen Filteralgorithmus, der nach dem Kriterium des minimalen mittleren quadratischen Schätzfehlers die Ansprechzeit und das Signal-Rausch-Verhältnis optimal optimiert und damit das Signal-Rausch-Verhältnis des Systems verbessert.
