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日本HORIBA一氧化碳監(jiān)測(cè)儀APMA-380的技術(shù)原理
一、產(chǎn)品定位
APMA-380 是 HORIBA 基于交叉調(diào)制非分散紅外吸收法（Cross-Modulation NDIR）開(kāi)發(fā)的專業(yè)一氧化碳連續(xù)監(jiān)測(cè)儀，可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地測(cè)量環(huán)境空氣、稀釋煙氣或背景氣體中的 CO 濃度。儀器覆蓋 0–5 ppm 至 0–300 ppm 六段可選量程，檢出限低至 0.1 ppm（2σ），滿足日本環(huán)境省、美國(guó) EPA RFNA-0506-157 及歐盟 MCERTS 對(duì)大氣背景及污染源 CO 監(jiān)測(cè)的規(guī)范要求
APMA-380 是 HORIBA 基于交叉調(diào)制非分散紅外吸收法（Cross-Modulation NDIR）開(kāi)發(fā)的專業(yè)一氧化碳連續(xù)監(jiān)測(cè)儀，可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地測(cè)量環(huán)境空氣、稀釋煙氣或背景氣體中的 CO 濃度。儀器覆蓋 0–5 ppm 至 0–300 ppm 六段可選量程，檢出限低至 0.1 ppm（2σ），滿足日本環(huán)境省、美國(guó) EPA RFNA-0506-157 及歐盟 MCERTS 對(duì)大氣背景及污染源 CO 監(jiān)測(cè)的規(guī)范要求
二、產(chǎn)品特性
- 測(cè)量性能
• 組分：CO（以 ppm 或 mg/m3 表示）
• 標(biāo)準(zhǔn)量程：0–5 / 10 / 20 / 50 / 100 / 300 ppm（六段可遠(yuǎn)程/自動(dòng)切換）
• 檢出限：≤ 0.1 ppm（2σ，30 min 平均）
• 重復(fù)性：≤ ±1 % F.S.
• 線性誤差：≤ ±1 % F.S.
• 響應(yīng)時(shí)間（T90）：≤ 60 s - 交叉調(diào)制 NDIR 技術(shù)
• 采用雙檢測(cè)器補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，實(shí)時(shí)扣除水汽、CO? 及溫度漂移帶來(lái)的基線偏移
• 電磁閥交替切換樣氣與參比氣進(jìn)入同一光學(xué)池，避免傳統(tǒng)雙光路機(jī)械漂移，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期零點(diǎn)穩(wěn)定。 - 光學(xué)與氣路系統(tǒng)
• 鍍金光學(xué)池，反射率 > 98 %，耐腐蝕；
• 內(nèi)置電子冷阱（帕爾貼）恒溫 45 ℃，防止冷凝；
• 微粒過(guò)濾器 0.1 µm，更換周期 ≥ 3 個(gè)月。 - 智能操作與通信
• 7 英寸彩色液晶觸摸屏，中文/英文/日文等多語(yǔ)言界面；
• 內(nèi)置 32 GB 存儲(chǔ)，支持 USB、SD 卡數(shù)據(jù)導(dǎo)出；
• 標(biāo)準(zhǔn)接口：RS-232C、RS-485（Modbus RTU/TCP）、4–20 mA、0–1 V；
• 支持遠(yuǎn)程診斷與固件升級(jí)，減少現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。 - 低維護(hù)設(shè)計(jì)
• 預(yù)熱時(shí)間 ≤ 30 min；
• 交替調(diào)制技術(shù)減少光學(xué)器件污染，漂移 ≤ ±1 ppm / 7 d；
• 過(guò)濾器、參比氣瓶更換周期 ≥ 3 個(gè)月（常規(guī)大氣環(huán)境）。 - 結(jié)構(gòu)與環(huán)境適應(yīng)
• 19 英寸 4 U 上架機(jī)箱，尺寸 430 W × 550 D × 177 H mm，重量 15 kg；
• 工作溫度 5–40 ℃，濕度 ≤ 85 % RH（無(wú)凝露）；
• 電源 100–240 VAC，50/60 Hz，功耗 < 150 VA。
三、工作原理
- 非分散紅外吸收（NDIR）
特定波長(zhǎng) 4.6 µm 的紅外光被 CO 分子選擇性吸收，符合朗伯-比爾定律：
A = ε·c·l
其中 A 為吸光度，ε 為摩爾吸光系數(shù)，c 為 CO 濃度，l 為光程長(zhǎng)度。 - 交叉調(diào)制流程
• 電磁閥以 1 Hz 頻率切換：
– 樣氣通道：攜帶 CO 的吸收信號(hào) S?；
– 參比通道（高純氮?dú)猓夯€信號(hào) S?；
• 微處理器實(shí)時(shí)計(jì)算 ΔS = S? – S?，消除光源強(qiáng)度波動(dòng)、溫度漂移及背景氣體干擾，實(shí)現(xiàn) ppb 級(jí)穩(wěn)定度 - 溫度與壓力補(bǔ)償
• 內(nèi)置溫度/壓力傳感器，將測(cè)量值自動(dòng)修正至標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（0 ℃，101.325 kPa）；
• 可選配外部溫濕壓模塊，滿足污染源排放等復(fù)雜工況。 - 干擾抑制
• 窄帶干涉濾光片半高寬 70 nm，有效抑制 CO?、CH?、H?O 吸收峰交叉干擾；
• 軟件算法對(duì)高濃度 CO? (> 20 %) 背景進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。
四、技術(shù)規(guī)格一覽
| 項(xiàng)目 | 指標(biāo) |
|---|---|
| 測(cè)量原理 | 交叉調(diào)制 NDIR |
| 量程 | 0–5 ppm 至 0–300 ppm（六段） |
| 檢出限 | ≤ 0.1 ppm |
| 零點(diǎn)漂移 | ≤ ±1 ppm / 7 d |
| 跨度漂移 | ≤ ±1 % F.S. / 7 d |
| 響應(yīng)時(shí)間 | T90 ≤ 60 s |
| 樣氣流量 | 0.5 L min?1 ± 10 % |
| 輸出接口 | RS-232C / RS-485 / 4–20 mA / 0–1 V |
| 電源 | 100–240 VAC，50/60 Hz |
| 功耗 | < 150 VA |
| 工作環(huán)境 | 5–40 ℃，≤ 85 % RH |
| 重量 | 15 kg |
五、應(yīng)用場(chǎng)景
• 城市及區(qū)域空氣質(zhì)量自動(dòng)站背景 CO 監(jiān)測(cè)；
• 固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）稀釋法 CO 測(cè)量；
• 隧道、地下車庫(kù)通風(fēng)監(jiān)控；
• 石油化工、冶金、焦化廠過(guò)程安全報(bào)警；
• 科研實(shí)驗(yàn)室氣體反應(yīng)器尾氣在線分析。
• 城市及區(qū)域空氣質(zhì)量自動(dòng)站背景 CO 監(jiān)測(cè)；
• 固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）稀釋法 CO 測(cè)量；
• 隧道、地下車庫(kù)通風(fēng)監(jiān)控；
• 石油化工、冶金、焦化廠過(guò)程安全報(bào)警；
• 科研實(shí)驗(yàn)室氣體反應(yīng)器尾氣在線分析。
六、維護(hù)與校準(zhǔn)
- 每日：檢查過(guò)濾器壓差，必要時(shí)更換；
- 每周：使用 80 % F.S. CO 標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行跨度校準(zhǔn)；
- 每季度：清潔光學(xué)池窗口，檢查密封圈；
- 每年：由中國(guó)計(jì)量院或 HORIBA 授權(quán)服務(wù)中心進(jìn)行整機(jī)計(jì)量校準(zhǔn)，出具符合 ISO/IEC 17025 的證書。
七、總結(jié)
APMA-380 以交叉調(diào)制 NDIR 技術(shù)為核心，結(jié)合雙檢測(cè)器補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)溫壓修正及智能通信接口，實(shí)現(xiàn)了 CO 監(jiān)測(cè)的高精度、低漂移與低維護(hù)。其 ppb 級(jí)靈敏度和多量程靈活切換，使其成為環(huán)境背景、工業(yè)過(guò)程及科研領(lǐng)域 CO 連續(xù)監(jiān)測(cè)的可靠選擇
APMA-380 以交叉調(diào)制 NDIR 技術(shù)為核心，結(jié)合雙檢測(cè)器補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)溫壓修正及智能通信接口，實(shí)現(xiàn)了 CO 監(jiān)測(cè)的高精度、低漂移與低維護(hù)。其 ppb 級(jí)靈敏度和多量程靈活切換，使其成為環(huán)境背景、工業(yè)過(guò)程及科研領(lǐng)域 CO 連續(xù)監(jiān)測(cè)的可靠選擇
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