امتصاص البصرية : التقاط الغاز " بصمة " الطيف

المبدأ الأساسي : استخدام جزيئات غازات الدفيئة على طول موجة معينة من الضوء على خصائص الامتصاص الانتقائي .

كل جزيء الغاز لديها طيف امتصاص فريدة من نوعها ( مثل " البصمة الجزيئية " ) ، على سبيل المثال ، CO ₂ بقوة يمتص ضوء الأشعة تحت الحمراء في الطول الموجي من 4-26 ميكرون ، CH ₄ حساس للأشعة تحت الحمراء في 3-31 ميكرون و 7-66 ميكرون . على الخط معدات الرصد تنبعث منها ضوء طول موجة معينة من خلال مصدر الضوء ، عندما يمر الضوء من خلال قياس الغاز التي تحتوي على غازات الدفيئة ، بعض الضوء يمتص الغاز ، شدة الضوء يتناسب مع تركيز الغاز ( وفقا لامبرت بيل القانون ) .

كثافة الغاز يمكن استخلاصه من خلال الكشف عن تغيير شدة الضوء . غير مشتت الأشعة تحت الحمراء ( NDIR ) طريقة تستخدم على نطاق واسع في رصد مصادر التلوث الثابتة ( مثل مداخن المصانع ) و الهواء المحيط بسبب بنية بسيطة وسريعة الاستجابة . تحويل فورييه مطيافية الأشعة تحت الحمراء ( FTIR ) يمكن رصد العديد من الغازات في وقت واحد ، والتي هي مناسبة في ظروف معقدة .

التحليل الطيفي بالليزر : عالية الدقة قياس تركيز مع الليزر

المبدأ الأساسي : استخدام الليزر كمصدر الضوء ، واستخدام خط امتصاص جزيئات الغاز للكشف عن حساسية عالية .

الليزر لديها مزايا عالية أحادي اللون ، قابل للتعديل الطول الموجي ، ويمكن أن تستهدف بدقة امتصاص خط معين من جزيئات غازات الدفيئة ( على سبيل المثال ، الطول الموجي ليزر يمكن تعديلها إلى ذروة امتصاص الفصل ) . عندما يمر الليزر من خلال قياس الغاز ، جزيء الغاز يمتص طاقة الليزر ، مما أدى إلى انخفاض كثافة الليزر ، وانخفاض السعة تعتمد على تركيز الغاز .

تقنيات التحليل الطيفي ليزر اشباه الموصلات المشتركة تشمل الانضباطي امتصاص الليزر الطيفي ( tdlas ) تجويف تعزيز امتصاص الليزر الطيفي ( celas ) . هذا الأسلوب هو مناسبة على الخط رصد تركيز منخفض من غازات الدفيئة ( مثل الفصل في الهواء المحيط ) أو تتبع الشوائب في الغاز عالية النقاء .

الغاز اللوني : الكشف عن خليط الغاز بعد الانفصال

المبدأ الأساسي : أولا فصل مكونات مختلفة من خليط الغاز ، ثم الكشف عن تركيز واحد من جانب واحد .

مرحلة ثابتة ( على سبيل المثال ، الممتزات ) في العمود يمكن أن تنتج مختلف الامتزاز والمج على جزيئات مختلفة من غازات الدفيئة ، مما يؤدي إلى اختلاف الوقت الاحتفاظ كل عنصر في العمود الكروماتوجرافى ، وبالتالي تحقيق الانفصال . فصل الغاز يدخل الكاشف ( على سبيل المثال ، مكشاف تأين الاشتعال ( FID ) للكشف عن الفصل ، الموصلية الحرارية كاشف ( TCD ) للكشف عن أول أكسيد الكربون ) ، كاشف يولد إشارة كهربائية حسب رد فعل الغاز مع كاشف معين ( على سبيل المثال ، الفصل الاحتراق في FID يولد تيار أيوني ) و كثافة إشارة تتناسب طرديا مع التركيز .

كروماتوغرافيا الغاز عالية الدقة ، ويمكن تحليل أنواع كثيرة من الغازات في وقت واحد ، ولكن سرعة الاستجابة بطيئة ( عادة بضع دقائق من البيانات مرة واحدة ) ، ومناسبة للحالات التي تتطلب دقة عالية ولكن لا تحتاج إلى رصد عالية التردد ، مثل حديقة الحدود من غازات الدفيئة التفتيش .

مطياف الكتلة : تحديد الغاز من خلال كتلة ايون تهمة نسبة

المبدأ الأساسي : تأين جزيئات الغاز إلى أيونات ، وفقا إلى كتلة أيون تهمة نسبة ( م / ض ) التمييز بين الغازات المختلفة وحساب التركيز .

بعد قياس الغاز يدخل أيون المصدر المتأينة ( على سبيل المثال ، الإلكترون القصف التأين ) ، الأيونات الناتجة في المجال الكهربائي أو المجال المغناطيسي انحراف مسارات مختلفة من الأيونات مع كتلة مختلفة ، في نهاية المطاف تشكيل إشارة مختلفة القمم على كاشف . نوع من الغاز يمكن تحديدها من خلال موقع الذروة ( م / ض ) ( على سبيل المثال ، م / ض من شركة ₂ 44 ، الفصل ₄ 16 ) ، وكثافة الذروة يعكس التركيز .

الطيف الكتلي ( ماجستير ) يمكن الكشف عن العديد من الغازات في وقت واحد ، دون تعقيد المعالجة . ومع ذلك ، فإن تكلفة المعدات والصيانة معقدة .

الخلاصة : تطبيق مبادئ مختلفة في المشهد

جميع أنواع التكنولوجيا على الخط رصد غازات الدفيئة ، في جوهرها ، من خلال تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية الفريدة من جزيئات الغاز لتحقيق تركيز القياس . طريقة الامتصاص الضوئي و طيف الليزر هي الغالبة على الخط رصد مستمر مع سرعة عالية في الوقت الحقيقي . كروماتوغرافيا الغاز عالية الدقة ، ومناسبة للكشف عن الدوري . مطياف الكتلة يلعب دورا هاما في تحليل المكونات المعقدة . هذه التكنولوجيات تشكل معا وسيلة أساسية لرصد انبعاثات غازات الدفيئة في مجال البتروكيماويات ، والطاقة الكهربائية ، وحماية البيئة ، وتوفير البيانات لدعم خفض الانبعاثات المقرر .