作為大氣中氣態(tài)亞硝酸(HONO)監(jiān)測(cè)的核心設(shè)備,
LOPAP亞硝酸分析儀憑借低至2ppt的檢測(cè)限和高精度優(yōu)勢(shì),成為實(shí)驗(yàn)室研究與外場(chǎng)觀測(cè)的主流選擇。其內(nèi)部工作流程圍繞“采樣-反應(yīng)-檢測(cè)-校準(zhǔn)”四大單元展開(kāi),各模塊協(xié)同實(shí)現(xiàn)從氣體捕獲到濃度輸出的全自動(dòng)化分析。
采樣單元是分析
起點(diǎn)采用雙通道螺旋管設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高效氣體捕獲。儀器通過(guò)特定氣路將大氣樣品引入螺旋管,管內(nèi)流動(dòng)的超純水作為吸收液,利用氣液擴(kuò)散原理將氣態(tài)亞硝酸轉(zhuǎn)化為亞硝酸根(NO??)。雙通道結(jié)構(gòu)的巧妙之處在于,一路用于捕獲目標(biāo)物質(zhì)與干擾成分的總和,另一路僅檢測(cè)干擾物質(zhì),為后續(xù)精準(zhǔn)校正奠定基礎(chǔ)。整個(gè)采樣過(guò)程需嚴(yán)格控制流量與接觸時(shí)間,確保吸收液能充分捕獲微量亞硝酸,同時(shí)避免樣品污染。
染色單元承擔(dān)化學(xué)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵角色,通過(guò)兩步反應(yīng)生成特征顯色物質(zhì)。經(jīng)采樣單元處理后的含亞硝酸根溶液,首先與磺胺試劑混合,發(fā)生重氮化反應(yīng)生成重氮鹽溶液;隨后與鹽酸萘乙二胺染色液混合,進(jìn)一步形成穩(wěn)定的偶氮染料。部分機(jī)型還配備溫控板,將反應(yīng)體系溫度恒定在最佳范圍,確保化學(xué)反應(yīng)效率不受環(huán)境溫度波動(dòng)影響。這一過(guò)程將不可直接檢測(cè)的亞硝酸根轉(zhuǎn)化為具有特定吸收光譜的有色化合物,為光學(xué)檢測(cè)提供載體。
檢測(cè)單元利用光譜技術(shù)完成信號(hào)轉(zhuǎn)換與濃度反演。生成的偶氮染料被送入長(zhǎng)光程液芯光纖池,雙光譜儀同時(shí)對(duì)兩通道樣品進(jìn)行光吸收檢測(cè)。光源發(fā)出的特定波長(zhǎng)光線穿過(guò)液芯,偶氮染料對(duì)光線的吸收程度與亞硝酸根濃度遵循朗伯-比爾定律,光電轉(zhuǎn)換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),再經(jīng)電路放大、濾波等處理,轉(zhuǎn)化為可量化的電壓數(shù)值。通過(guò)扣除干擾通道的檢測(cè)結(jié)果,最終得到目標(biāo)物質(zhì)的純凈信號(hào),確保測(cè)量準(zhǔn)確度優(yōu)于10%±2ppt。
自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)是保障數(shù)據(jù)可靠性的核心環(huán)節(jié)。儀器定期啟動(dòng)校準(zhǔn)程序,利用HCl氣體在特定溫濕度條件下與亞硝酸鹽反應(yīng),生成已知濃度的氣態(tài)亞硝酸作為標(biāo)準(zhǔn)樣品。采用兩點(diǎn)法先標(biāo)定零點(diǎn),再獲取標(biāo)準(zhǔn)濃度對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值,通過(guò)算法反演出校準(zhǔn)斜率,實(shí)時(shí)修正檢測(cè)系統(tǒng)的漂移誤差。校準(zhǔn)周期可根據(jù)測(cè)量需求設(shè)定,確保儀器在長(zhǎng)期運(yùn)行中維持穩(wěn)定的檢測(cè)精度。
四大單元的協(xié)同運(yùn)作,使LOPAP亞硝酸分析儀實(shí)現(xiàn)了從大氣樣品采集到濃度輸出的全流程自動(dòng)化。其內(nèi)部工作流程既體現(xiàn)了濕化學(xué)法的高選擇性,又融合了長(zhǎng)光程光譜技術(shù)的高靈敏度,最終達(dá)成2ppt-2ppm量程內(nèi)的精準(zhǔn)測(cè)量,為大氣化學(xué)研究和環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了可靠的技術(shù)支撐。