QX T 67-2007 本底大气二氧化碳浓度瓶采样测定方法.非色散红外法.pdf

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1、ICS 07.060A 47中华人民共和国气象行业标准QX/T 67要2007本底大气二氧化碳浓度瓶采样测定方法要要要非色散红外法Determinationofconcentrationofcarbondioxideinflasksamplesfrombackgroundatmosphere-non-dispersiveinfraredabsorptionmethod中国气象局 发布2007-06-22发布 2007-10-01实施PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 中华人民共和同气象行业标准本底大气二氧化

2、碳濡度瓶果样测定方法一一非色散红外法QX/T 67-2007 非气象附版社fh版应;行北京市中关村商大街46号邮政编码，100081网址，http:/cmp.cma. gov. cn 发行部:010-68409198 北京京科印刷有限公司印刷各地新华书店经销当&开本，880X12301/16 印张，0.75字数:19r-字2007年9月第一版2007年9月第一次印刷非统一书号:135029-5361 定价:10.00元如有印装差错由本社发行部调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68406301PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 QX/T 67-2007 目次前言.

3、E引言.N 1 范围-2 术语和定义3 测量仪器4 实验室测量环境条件35 测量.36 二氧化碳浓度计算.4参考文献.图l非色散红外法二氧化磺采样瓶测量系统2表1非色散红外气体分析仪主要性能指标.2I PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 目U本标准向中同气象局提tf10本标准向中同气象局政策法规司归口。本标准由中国气象科学研究院起草。本标准主要起草人z张东启、汤洁、张晓春、温民。本标准是首次发布。QX/T 67-2007 盯川PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 QX/T 67-2007 冒|二氧化碳作为一种重要的温室气体在全球变暖和气候环境变

4、化过程中起到f非常重要的作用。对大气中二氧化碳浓度的准确测量关系到对其增温效应、全球碳循环的科学认识以此温室气体排放清单的制定等一系列科学和社会问题。由于空气中的工氧化碳在全球范围内混合比较均匀，瓶采样成为大气工氧化碳浓度测量的重要手段之一，被广泛采用。尽管工氧化碳瓶采样样品的测量也采用非色散红外气体分析的技术方法，但是与在线式的连续二氧化碳测量系统不同的是，二氧化碳瓶采样样品的测量是不连续的，测量过程中需要将系统抽成真空，以避免样品间的交叉影响，因而瓶采样测量系统有其自身的技术特点。为f对气象行业在分析本届大气中的二氧化碳浓度的技术方法进行规t毡，以获得准确的测定结果，中间气象局政策法规司批

5、准制定气象行业标准本届大气二氧化碳榷度瓶采样拥l定方法非色散红外法儿本标准是在中国气象科学研究院大气化学重点开放实验室多年研究和业务工作经验的基础上，借鉴了国内外先进的技术与方法，并结合我国大气戚分监测分析的特点而制定。本标准编制的原则主要是侧重于分析方法的制定，规范了本底大气二氧化碳浓度瓶采样测定的定义、术语、实验室测量环境、测量系统和方法以及数据处理等内容。根据本标准规定的方法操作可以在得准确的二氧化碳浓度棚量结果。IV PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 本底大气二氧化碳浓度瓶采样测定方法一一非色散红外法1 范圄本标准规定f本届大气中二氧化碳浓度的非色散红外测定

6、方法。本标准适用于本底大气瓶采样样品工氧化碳浓度的测定。2 术语和定义2. 1 2.2 2.3 2.4 2.5 下列术语和定义适用于本标准。二氧化碳读度concentration of c盯bondioxide (分子式CO2)指大气中三氧化碳气体的摩尔分数或体积分数，单位为mol/mol或L/L.本底大气background atm侃phere不受局地摞汇直接影响的均匀混合的低层大气。二氧化碳标准气standard g翩。fcarbon dioxide 以干空气为底气的、已知工氧化碳浓度的?昆合气体。参比气reference gas 标准气的一种，测量时作为参比气通过非色散红外气体分析仪的参

7、比池。瓶果样flask sampling QX/T 67-2007 以玻璃瓶或者钢瓶为容器，采集本底大气并保持样品原布的工氧化碳浓度，且不受到任何污染。2.6 非色散红外服收法non-dispersive infrared absorption method 利用红外吸收原理的非分光分析方法。3 测量仪器3. 1 系统构成整个测量系统一般由样品处理真空管路单元、除水冷阱单元、非色散虹外气体分析仪单元、数据采集和控制单元等4部分组成。各部分的组成和连接方式见图1.1 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 QX/T 67-2007 样品处理真些管路单兀; 数据来集和拉制单元

8、rr=节 除水冷阱单元;红外分析仪ip.元_L_-1一一非色散红外气体分析仪;4一一样品转移气泵;7一一参比气瓶F10-数据采集和控制汁算机F图12 低温冷阱;5 采样瓶(多个); -(-3和3一一样品气流量汁和参比气流量计;6一一真空压力计:8一一真空泵，9一一标准气瓶(多个), 1I一一电磁阀控制电路，12一一电磁间。非色散红外法二氧化碳果样瓶测量系统3.2 测量仪器设备及要求3.2. 1 非色散红外气体分析仪其主要性能指标满足表1所示条件。襄1非色散红外气体分析仪主要性能指标件能指标参数范围备注零点擦移z士0.3mo1/rnol!C温度影响跨度漂移:卖数的土0.2%/C CO2噪声秒平均

9、信号极值振帽小于0.3/，mol/molCO，浓度为350rnol/rnol时压力范围。-115kPa 数据采佯频率20 Hz 模拟电压输附范围-5V-+5V 温度平衡时间120 min 水汽敏感性小于1.O(/,mol/mol CO, ) f Cmmol/mol H , Q) CO，浓度为O/，mol/mol时仪器量程不小于0-1000mol/mol精度总体小于1%取决于标准气准确度和仪器稳定性重现性小于0.1mol/mol对标准气而言3.2.2 标准气贮存在内表面经过电抛光打磨的铝合金钢瓶中，其中二氧化碳浓度范围与本届大气浓度地围相当。3.2.3 低温冷阱最低制冷植度应达到J- 40.C

10、-70.C。Z PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 QX/T 67-2007 3.2.4 真空表测量范围应在oPa300 Pao 3.2.5 可调式流量计参比气流量计的测量范围应为050m1/min，精度2ml/min。样品气(标准气)流量计的测量范围应为01000ml/rnin，精度40ml/rnin. 3.2.6 真空泵极限真空度应为0.2Pa，抽气速率不小于5m3/h o 3.2.7 数据采集计算机对红外气体分析仪的电压信号录取频率为2次/8或以上。4 实验童测量环境条件室内温度:15.C30C ,24 h内波动小于士1.C。相对湿度z小于70%。电摞:220V

11、(士3%)，50Hzo5 测量5. 1 测试前的准备5. 1. 1 系统准备连接好标准气瓶管路、样品瓶，并检查系统的气密性。开启非色散红外气体分析仪并预热至少120min.使之达到稳定状态。开启冷阱，使温度降到一70.C-40C之间并保持稳定(土1.C/仙。开启真空泵，将系统管路掘抽成真空。5.1.2 真空度检查打开真空压力计，检查系统管路真空度低于40Pao如达不到该指标，需进行系统气密性检查和真空泵检查。5.1.3 管路冲洗依次用3瓶标准气冲洗气休连接管路。对于每种标准气，至少进行3次管路冲洗操作。冲洗的气休流量为300ml/min，每次管路冲洗的时间不少于3mino每次冲洗后应打开真空泵

12、连接，将系统管路的真空度抽至40Pa以下。打开参比气瓶的连接，将参比气流量调节到10rnl/ rnin，连续通气。5.1.4 系统稳定性检验按照下列步骤对3瓶标准气进行重复测量za) 先按照浓度从低到高的顺序，依次将3瓶标准气以300ml/min的流连通入非色散红外气体分析仪，每瓶标准气通气2min，取每次最后308的电压信号平均值;再按照浓度从高到低的顺序，以同样方式测量3瓶标准气。此为一个测量周期。b) 计算每种标准气前后两吹测量电压信号平均值。c) 每瓶标准气测量之前都需要对管路系统进行抽真空，使系统管路真空度达到40Pa以下。d) 如果在连续3个周期内，3种标准气的电压伯被动均不超过稳

13、定性检验阔值，系统即通过稳定性检验;杏则，应继续运行以达到稳定状态，或者进行系统检漏等检查，直到满足要求。如果仪器连续运转8h以上，必须重新对系统进行稳定性检查。注:稳定性检验阔值取决于仪器量程等，需要通过试验确定，该闰值一般相当于o.11,mol/mol CO，浓度变化所引起的仪器输州电压信号的变化。3 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 QX/T 67-2007 5.2 样品测量测量系统开机预热，经过真空度检查、管路冲榄、系统稳定性检查后，即可按照下列方式进行样品测量:a) 按照三瓶标准气(浓度1低到高)、样品气、三瓶标准气(浓度1低到高)、样品气、三瓶标准气(浓

14、度由低到高)的顺序，循环测量。b) 每种标准气流经样品池的时间不少于2min.录取最后30s电压信号的平均值。样品气流经样品池的时间为10s15s，录取最后5s电压信号的平均恼。c) 同一阳样品气测量2次后，按第6节的方法计算其COz浓度。如果连续两次测量的COz榷度相差大于0.5mo1/mol.则应对该样品进行重复测量，直至获得连续两次测量差值不大于O.5 mol/mol的结果。每个样品测量之前都需要对管路系统进行抽真空，使系统管路真空度达到40Pa以下。6 二氧化碳浓度计算4 a) 用三瓶标准气的测量结果建立工作曲线zCs = aV1 +bVs +d 式中zCs一一三瓶标准气的CO2浓度值

15、;Vs一一测量样品气前后的三瓶标准气电压信号的平均值pa、b，d一一方程系数。b) 利用工作曲线，计算样品气的COz浓度z式中zC1 = aVi +bV1 +d C2 = aV +bV2 +d C1、Q一一相邻两次测量的样品气的COz浓度伯.;Vj、Vz一一对应的样品气电压信号的平均倍。c) 计算样品气的COz浓度z式中zC一一样品气COz浓度值zC1、乌一一同式(2)和式(3)。C = (C1 + C2)/2 COz的浓度倍以mol/mol为单位，保留小数点后一位数字。. (1) . . . . (2) . . . . . . . . . (3) .(4) PDF 文件使用 pdfFacto

16、ry Pro 试用版本创建 QX/T 67-2007 参考文献1J WMO, WMO TD No. 1073，(全球大气监测观测指南p，中国气象局监测网络司编译，气象出版杜，2003年1月第一版，北京2J Komhyr, W. D. , L. S. Waterman , and W. R. Taylor , 1983. Semiautomatic nondispersive infra red analyzer apparatus for CO2 air sarnple analyses. J. of Geophys. Res. , 88: 1315-1322 3J Thoning , K. W. , T. J. Conway, N. Zhang et al. , 1995. Analysis Systern for Measurernent of CO2 Mixing Ratios in Flask Air Samples. ournaL of Atmospheric and Oceanic TechnoLogy , 12 (6) , 1349-1356 5