二氧化碳红外光谱

（1）国家标准 《温室气体 二氧化碳测量 离轴积分腔输出光谱法》（GB/T 34286-2017）由气象部门提出，规定了使用离轴积分腔输出光谱法测量环境大气温室气体二氧化碳浓度的方法，适用于开展温室气体二氧化碳浓度的测量，在非污染大气下，其测量精度应小于0.1×10-6mol/mol。 《气相色谱法本底大气二氧化碳和甲烷浓度在线观测方法》（GB/T 31705-2015）由气象部门提出，规定了本底大气二氧化碳浓度气相色谱在线观测方法。 《气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定 气相色谱法》（GB/T 8984-2008）由中国石油和化学工业协会提出，规定了气体中二氧化碳的气相色谱测定方法，适用于氢、氧、氦、氖、氩、氪和氙等气体中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的分项测定，以及一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的总量（总碳）测定。 《固定污染源排气汇总颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T 16157-1996）由环境保护部门提出，规定了使用奥氏气体分析仪法测定固定污染源排气中二氧化碳的方法，其原理为用不同的吸收液分别对排气中的二氧化碳进行吸收，根据吸收前、后排气体积的变化，计算出该成分在排气中所占的体积分数。（2）行业标准 《温室气体 二氧化碳和甲烷观测规范 离轴积分腔输出光谱法》（QX/T 429-2018）是气象行业标准，除规定了利用离轴积分腔输出光谱法观测二氧化碳方法外，还对观测系统、安装要求、检漏与测试要求、运行和维护要求、溯源及数据处理要求等做了规定，适用于温室气体二氧化碳离轴积分腔输出光谱法的在线观测和资料处理分析。 《固定污染源废气 二氧化碳的测定 非分散红外吸收法》（HJ 870-2017）是国家环境保护标准，规定了测定固定污染源废气中二氧化碳的非分散红外吸收法，适用于固定污染源废气中二氧化碳的测定，方法检出限为0.03%（0.6g/m3），测定下限为0.12%（2.4g/m3）。 《环境空气 无机有害气体的应急监测 便携式傅里叶红外仪法》（HJ 920-2017）是国家环境保护标准，规定了测定环境空气中无机有害气体的便携式傅里叶红外仪法，为定性半定量方法，适用于环境空气中二氧化碳的现场应急监测，以及筛选、普查等先期调查工作，方法检出限1mg/m3，测定下限4mg/m3。 《沼气中甲烷和二氧化碳的测定 气相色谱法》（NY/T 1700-2009）是农业行业标准，规定了沼气中二氧化碳的气相色谱实验方法，适用于沼气中二氧化碳的测定。 《本底大气二氧化碳浓度瓶采样测定方法-非色散红外法》（QX/T 67-2007）是气象行业标准，规定了本底大气中二氧化碳浓度的非色散红外测定方法，适用于本底大气瓶采样样品二氧化碳浓度的测定。 《工作场所空气有毒物质测定 第37部分 一氧化碳和二氧化碳》（GBZ/T 300.37-2017）为国家职业卫生标准，规定了工作场所空气中二氧化碳的不分光红外线气体分析仪法，适用于工作场所空气中二氧化碳浓度的检测，方法检出限为0.001%。 综上，我国气象、生态环境、农业、职业卫生及石化工业等部门均提出了二氧化碳测量方法标准，涉及到的方法原理有离轴积分腔输出光谱法、非分散（不分光、非色散）红外光谱法、傅里叶红外光谱法、气相色谱法及奥氏气体分析仪法等。这些方法根据原理、采样方式、样品基质及特性不同，适用于各类应用场景。 其中农业、职业卫生及石化工业的二氧化碳测量方法主要是为了解决产品组分、职业防护等特定领域问题，从温室气体测量角度出发，在环境大气方面，气象部门提出了较为完善的测量方法体系，以离轴积分腔输出光谱法（GB/T 34286-2017和QX/T 429-2018）和气相色谱法（GB/T 31705-2015）为主，生态环境部门提出的便携式傅里叶红外仪法（HJ920-2017）仅适用于应急监测；在污染源废气方面，生态环境部门提出了非分散红外法（HJ870-2017），而奥氏气体分析仪法（GB/T 16157-1996），由于测试精度以及现场工作便利性的原因，在实际工作中应用不多。 在温室气体（二氧化碳）测量领域，与环境大气二氧化碳测量方法体系相比，污染源废气仅有一个手工测量方法，无在线监测技术规范，而“碳源监测”是实现碳中和的重要保障。国际上对于温室气体排放测算有“排放因子法”与“直接测量法”两种方法，直接测量法在精确度上优势较为明显，也是排放因子法中“排放因子”的基础来源。下一步，可以现有方法标准为依托，进一步优化完善方法体系，构建二氧化碳以及其他温室气体源、汇观测网络，为碳达峰、碳中和提供有效测量支撑与保障。

众所周知，正常空气中二氧化碳的比例约为0.03％，但由于工业尾气排放，森林减少等原因，空气中二氧化碳的浓度屡创新高！今天，小菲就和大家一起看看德国公共服务广播公司ZDF使用FLIR GF343光学气体成像红外热像仪追踪二氧化碳的纪录片，一起看二氧化碳被排放的瞬间！01可视化二氧化碳德国公共服务广播公司ZDF制作了一个关于温室气体二氧化碳（CO?）的纪录片, 此纪录片可以在全球商业杂志类节目makro上观看。为此，ZDF记者Manfred Kessler和摄影师Armin Vater需要一种能证明二氧化碳存在的可靠方法，但肉眼无法看见二氧化碳。记者Manfred Kessler表示，曾看到过一些红外热像仪将二氧化碳可视化的视频，“在视频中，你可以清楚地看到带特定滤光片的红外热像仪是如何可视化二氧化碳排放的，例如由人或动物呼出的二氧化碳。除此之外，这台热像仪还能够显示从汽车、飞机或化工厂排放出来的二氧化碳。”因此，他们立即寻求与FLIR公司合作，FLIR公司推荐了一款专门用于将二氧化碳可视化的热像仪。02FLIR GF343——CO?专属热像仪并非所有的热像仪都能检测到气体。通常而言，红外热像仪仅将场景中的不同温度显示为不同色彩，将热能可视化。你需要一个配备制冷型探测器、专门捕捉特定波长，并配合特定滤光片的热像仪，才能检测到指定气体。虽然传统红外热像仪近年来已变得更加普遍且其可选配件也经济合算，如FLIR ONE PRO手机红外热像仪，但是在整个德国，仅有少数几款热像仪能够可视化二氧化碳。FLIR GF343就是一款能在安全距离内快捷发现二氧化碳泄漏源的光学气体热像仪。FLIR GF343搭载一颗由锑化铟（InSb），即铟（In）和锑（Sb）元素的化合物制成的高灵敏度探测器，在光电子学领域锑化铟是制造红外传感器的合适材料。探测器装有特定的滤光片，使其能够记录从4200nm到4400nm的极窄波长范围内的图像，该波长范围恰好是二氧化碳能被可视化的红外波长范围。但是，为了实现这一点，探测器本身必须处于极冷条件下：准确说是-198℃。为此，热像仪内部安装了一个Sterling制冷器，以产生极低温度。这需要时间，制冷器在开启后工作大约5分钟，直到探测器足够冷且热像仪可以使用。03学习操作FLIR光学气体热像仪在节目拍摄前，FLIR公司在法兰克福向摄影师Armin Vater和他的同事Lasse Brünjes介绍了 FLIR GF343的一些操作方法。他们不仅学习了热像仪的一般操作功能（记录视频或静态图像、变更设置、更换电池等），也学习了一些对红外成像很重要的特殊功能：选择正确的调色板依据红外辐射强度分配一系列颜色，FLIR热像仪提供一系列调色板，将原本肉眼不可见的红外光谱变得可见。调色板可以是黑白的，将较冷区域显示为深灰和黑色，将较暖区域显示为浅灰色和白色。这种调色板常用于安全部门的红外热像仪上，鉴于其色调简单，从远处检测人员将变得更加容易，在颜色较深的环境中将人显示为明亮的白点。但是，热像仪还有其它调色板，如彩虹色调色板或铁红色调色板，颜色从白色/黄色到深红/紫色。特殊的高灵敏度模式（HSM）能非常清晰地显示气体排放物，这对于移动的视频图像非常有帮助。但是，使用红外热像仪进行作业需要专业知识。例如，使用红外热像仪无法透过玻璃进行检测，这也是热像仪的镜头不采用玻璃材质而采用锗元素的原因。顺带提一下，红外热像仪也无法像我们有时在好莱坞电影中看到的那样，透过墙壁检测人体或热信号，这纯属虚构。但是，那并不是来自makro的拍摄制作团队想要利用FLIR GF343实现的真正作用。取而代之的是，摄影师Armin Vater和他的同事Lasse Brünjes拍摄了一个繁忙十字路口的汽车排放情况，法兰克福机场上飞机的二氧化碳排放情况，一座化工厂的烟囱和居民楼的烟囱，还有人呼出的气体。有了巨大的发现：尽管在肉眼看来，化工厂的烟囱似乎没有任何活动，但是FLIR GF343能清晰地显示出二氧化碳烟柱。makro纪录片已于2019年12月在3Sat播出，想要详细了解有关制造业、旅游业和其它工业领域中二氧化碳排放的情况的菲粉们，可以在makro媒体中心观看。

二氧化碳被称为温室气体，同时也是碳参与物质循环的主要形式。植物光合作用、生物呼吸作用都有CO₂ 的参与，人类活动也会频繁地接触到二氧化碳。总之，二氧化碳在各行各业都有广泛的应用。另外，它作为大气的重要组成部分之一，在环境质量监测方面，CO₂ 浓度也是十分重要的检测指标。二氧化碳浓度分析要用到气体分析仪，我公司生产的THA100S二氧化碳气体分析仪属于NDIR（不分光）红外线气体分析仪，可用于连续分析混合气体中某种或某几种待测气体组份的浓度。下面来看一下二氧化碳分析仪的技术优势：l MEMS红外光源是电调制的脉冲光源，具有较高的调制频率，满足热释电检测器的特性要求。l 双通道检测器设计，有效提高了仪器稳定性。l 高精度恒温控制，降低了环境温度对仪器测量的影响。l 大气压力补偿，降低了环境大气压力变化对仪器测量的影响。l 隔离的电流环输出和开关量输出，降低外界各种干扰对仪器测量的影响。比较典型的一些工程应用领域：l 化肥化工等工业流程气体分析 l 水泥和冶金行业气体分析l 烟气成分分析（如CEMS）l 科学实验室气体分析l 空分系统过程分析