GT5000/GT5000MX土壤温室气体通量分析系统
当前几种土壤温室气体主要测量技术比较
Comparison of greenhouse gas analyzers – measurements using photoacoustic, laser, FTIR analyzers and gas chromatography
Hannes Warlo等人比较了当前主流的几款温室气体测量仪器的技术原理,结果证明:采用傅里叶红外变换(FTIR)技术的便携式多参数温室气体分析仪(如GT5000,DX4040等)与气相色谱、光声法以及激光法的仪器相比,其测量结果更准确可靠;考虑到其原理的成熟性和仪器的设计工艺,FTIR气体分析仪在研究领域将会更加得到重视。
在对CO2/CH4/N2O等几种主要温室气体的测量结果比对中,可以看出采用FTIR技术的芬兰Gasmet公司的温室气体分析仪测量结果准确度高且具有非常好的稳定性,如下图所示。
Hannes Warlo等人得出结论,FTIR设备适用于温室气体通量的研究,并且由于其便携特性,可作为该领域当前使用技术的有效替代方案。
GT5000
独一无二的高通量多参数气体分析仪
GT5000便携式多参数土壤呼吸测量系统是芬兰Gasmet公司生产的一款基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术的便携式高精度土壤温室气体排放监测系统。该仪器可以在数秒内同时测定多种主要的温室气体成分,如:N2O,CH4,CO2,H2O,CO和NH3,且测量精度可达ppb级。GT5000便携式多参数土壤呼吸测量系统可用于农田,湿地,森林,牧场,电厂,火灾现场等各种环境中的温室气体排放测量。
主要特点
采用傅里叶变换红外光谱技术;
同时测量N2O,CH4,CO2,H2O,CO和NH3等6种温室气体,最多可同时测量50种气体;
多种无线连接方式,如WI-FI或蓝牙。
一键测量和即时的在线处理结果;
五种不同的视图展示相关的测量信息;
自动气室有机械臂,可缓慢升降;
通气口的设计可确保稳定的大气压力,且不会通过反向扩散影响测量;
气室的内部进出回路可有效的促进气体混合。
同时测量N2O,CH4,CO2,H2O,CO和NH3等6种温室气体,最多可同时测量50种气体。
便携式设计,利于野外观察;
一键测量,结果即时在线处理。
多种无线连接方式,如Wi-Fi或蓝牙
GT5000MX土壤温室气体通量多通道长期测量系统
GT5000MX多通道长期土壤温室气体通量测量系统是芬兰Gasmet公司生产的一款基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术的多通道长期土壤温室气体排放监测系统。该仪器可长期在野外连续测定多种主要的温室气体通量,如:N2O,CH4,CO2,H2O,CO和NH3,且测量精度可达ppb级。
主要特点
采用傅里叶变换红外光谱技术;
同时测量N2O,CH4,CO2,H2O,CO和NH3等6种温室气体,最多可同时测量50种气体;
增加检测气体种类过程简易且经济,无需改变硬件内容;
多种无线连接方式,如Wi-Fi或蓝牙。
无需专业知识,用户可通过导航进行操作;
一键测量和即时的在线处理结果;
用户自定义视觉和音频浓度警报;
五种不同的视图展示相关的测量信息;
自动气室有机械臂,可缓慢升降;
通气口的设计可确保稳定的大气压力,且不会通过反向扩散影响测量;
气室的内部进出回路可有效的促进气体混合。
eosAC自动开合气室
eosAC自动开合气室是一款用于测量多种土壤气体通量的自动气室。eosAC可与GT5000配合使用,用于土壤温室气体浓度的测量分析。用户可以通过软件eosAnalyze-AC进行数据的后期处理与可视化。
主要参数
1.气室体积:1969 cm3;
2.气室覆盖面积:182 cm2;
3.工作电压:12V DC;
4.测定功率:<8W;
5.待机功耗:<1W;
6.重量:约5kg;
7.管路长度(分析仪与气室间):10米或30m;
8.辅助分析仪接口:3个;
9.后期处理与可视化软件:eosAnalyze-AC。
多路气体控制转换模块
eosMX/MX-P多路器是一种气体测量过程中采样气体气路转换工具。GT5000通过eosMX/MX-P可与12个自动气室进行连接。eosMX/MX-P配备12个采样口,用户可以通过eosLink-MX管理软件对多达12条气路的采样进行设置。
主要参数
1.尺寸:eosMX:46 × 43 × 14 cm,
eosMX-P:50 × 29 × 44 cm;
2.重量:eosMX:12 kg,
eosMX-P:17 kg;
3.工作电压:eosMX:100 V AC to 240 V AC,
eosMX-P:12 V DC (± 0.5 V DC);
4.测定功率:12 W + 8 W;
5.待机功耗:< 12 W。
用于生态系统净交换量(NEE)测量的透明自动气室(可选)
主要参数
1.气室体积:0.072m3;
2.气室覆盖面积:0.21m2;
3.工作电压:12V DC;
4.重量:约18kg;
5.管路长度(分析仪与气室间):最大15-30m;
6.辅助传感器接口:2个;
7.气室侧壁:透明或不透明;
8.套筒高度:10 cm或20 cm;
9.基座:用于增加高度的可堆叠基座。
Calcmet14分析软件
GT5000分析仪可以在Windows平板电脑或笔记本电脑上使用Calcmet软件进行操作。该软件旨在最大限度地提高便携性和易用性,实现一键测量和即时结果。用户可以通过内置Wi-Fi或蓝牙使用Calmet控制GT5000,甚至可以通过VPN远程操作它。该软件有两个版本,用于可访问的现场工作的Calcmet Easy和用于使用高级工具进行进一步分析的Calcmet Expert。
Calcmet软件趋势视图显示eosAC自动开合气室测量的两个时间序列的数据
EosAC自动开合气室的通量测量
主要参数
1.测量原理:FTIR傅里叶变换红外光谱;
2.气体测定种类:可以同时测定50种气体;
3.响应时间:通常<120s,基于所测定的气体和测量时间;
4.电池:锂离子电池,单节电池可维持3小时;
5.充电电源:115/230V AC;
6.分析软件:Calcmet(Win7-10操作系统);
7.数据连接:USB,以太网,蓝牙,Wi-Fi;
8.采样泵流速:2 L/min;
9.气体采样过滤:带有2μm孔径聚四氟乙烯过滤器的采样探头;
10.采样气体进出口配件:6mm快速接头;
11.外壳:大小:450×287×166 mm(H×W×D),
材料:ABS PC,
防护等级:IP54(适用于野外便携式设备);
12.重量:9.4Kg(含电池)/8.0Kg(不含电池);
13.光谱仪:
分辨率:8cm-1;
扫描频率:10次/s;
检测器:碲镉汞(MCT)光电探测器(珀尔帖致冷);
分束器材料:硒化锌(ZnSe);
波数范围:900 - 4200cm-1;
14.样品室
结构:多通道,固定光程长度5m;
镜:固定式,镀金;
体积:0.5L;
操作条件
15.采样气体压力:环境压力;
16.采样气体温度:环境温度(-5 - 40℃),无冷凝;
17.操作温度:-5 - 40℃(短期),5 - 30℃(长期);
性能指标
18.零点漂移:在环境背景下每24小时内漂移小于测量范围的2%;
19.灵敏度漂移:无;
20.线性偏差:小于测量范围的2%;
21.温度漂移:每10K温度变化,小于测量范围的1% (带温度补偿);
22.压力影响:对于1%的测量压力变化,测量值将会出现1%的变化(带压力补偿);
23.周围环境测量间隔:建议24h。
实际应用
案例一:使用Gasmet气体分析仪研究可持续农业的Allerton项目
Jenny Bussell博士等人设计了一个实验来测试不同的栽培模式如何改变来自土壤的CO2和N2O排放。不同栽培强度,两次轮作,持续两年多。使用Gasmet气体分析仪测量这些地块中土壤的温室气体排放量。便携式设计意味着Gasmet气体分析仪现场测量,结果更可靠。从田间取样会引起土壤扰动,这可能会改变气体排放。现场测量可以监控湿度和温度等环境因素如何改变排放。测量既快捷又简单,可以全年反复回到田间,在所有季节进行测量,以了解不同栽培处理下的温室气体排放情况。
Jenny Bussell博士使用Gasmet气体分析仪测量土壤温室气体
案例二:评估可再生能源开发对土壤质量和健康的影响
案例由英国基尔大学的Helen Glanville博士提供。在Gasmet的GT5000气体分析仪的帮助下,研究人员进行了采样活动,以获取能源园区现场土壤条件的数据。
土壤生物是土壤温室气体(特别是CO2,N2O,CH4和NH3)排放的重要来源。土壤扰动是温室气体的主要排放源,该场地要建成可再生能源园区,Helen Glanville博士想尝试计算施工前、施工中和施工后温室气体的净损失。Helen Glanville博士希望通过这样以创建“大规模”可再生能源的环境生命周期评估,特别关注于土壤排放方面。可以看到GT5000套件的运动情况,并了解它在原位同时测量多种气体的速度有多快。寒冷并且没有影响它的性能,Helen Glanville博士成功地在一个下午完成了全套采样点。