美国Magee CASS 碳气溶胶组分在线分析系统

系统概述：

      碳气溶胶组分在线分析系统（CASS）应用热燃烧法/光学吸收法原理，设计精良、技术成熟、运维简单可靠，适用于碳气溶胶组分的连续在线分析监测。

仪器优势：        

* 连续在线测量有机碳（OC）、元素碳（EC）、黑碳（BC）等组分含量和总碳（TC）含量，并可通过七波段光学吸收测量数据的计算获得棕碳（BrC）含量；

* 黑碳实时源解析，将黑碳解析为生物质燃烧（含燃煤）与化石燃料两类源，仪器输出生物质燃烧（含燃煤）占比BB%；

* 可广泛适用于空气质量监测、污染排放监测、污染源解析、以及气候变化和人体健康等研究领域的实验室/野外观测；

* 测量数据的时间分辨率从20 min到24 hr，可灵活满足不同测量需求；

* 不使用辅助气体，摆脱繁琐的高压气体供应，降低运维成本；

* 全金属分析部件设计，运行可靠；

* 每2周一次的超低人员维护要求，特别适用于无人值守的自动观测；

* 仪器界面实时展示TC、OC、EC时间序列变化，OC、EC占比，测量结果更加直观；

* CASS系统的光学吸收测量方法获得EPA-ETV认证，斯洛文尼亚SIQ认证证书，实时双点位七波段光学吸收测量技术获ZG（US 8,411,272,和US 9,018,583）；

* 目前，CASS系统已在全世界得到了广泛地应用，从西班牙海滨到ZG的黄土高原，从伯克利街道到巴西的丛林；

仪器构成及工作原理：

       CASS系统由总碳分析单元与光学吸收测量单元两部分组成。总碳分析单元采用双通道交替采样和高温氧化，将颗粒物中的碳组分全部转化为CO2，再利用非色散红外（NDIR）检测器积分测定颗粒物总碳（TC）含量。光学吸收测量单元采用双点位测量技术，克服了滤膜采样的“遮蔽”效应，以最快1s的时间分辨率连续测量颗粒物在370nm，470nm，520nm，590nm，660nm，880nm和950nm波长上的气溶胶光学吸收。综合2个分析测量单元的数据，应用碳气溶胶组分分析模型计算给出颗粒物中不同碳组分（OC、EC、BC、TC）的实时测量数据。

        碳气溶胶组分在线分析系统（CASS）的光学吸收测量单元在常温状态下对气溶胶样品进行光学检测，区别于现有的热光法OC/EC分析方法在程序升温过程中进行光学检测的工作方式，因此，光学检测过程中气溶胶样品不会出现“焦化”（charring）和“裂解”（pyrolysis）。                CASS给出的OC、EC、BC各组分测量结果具有wei一确定性，与分析过程中升温程序无关。CASS不仅能够实现真正意义的颗粒物多种碳组分的连续在线分析，还能给出多波段的气溶胶吸收特性数据，为高时间分辨率的源识别研究提供信息。

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* 数据时间分辨率：

• 总碳（TC）、有机碳（OC）：20 min~24 h（可选），默认设置为60 min；

• 元素碳（EC）、黑碳（BC）、生物质燃烧贡献率（%BB）：1 s、60 s；

* 滤膜：

• 热燃烧（TC）测量单元：47mm石英滤膜；

• 光学吸收测量单元：带有聚四氟乙烯涂层的玻璃纤维膜；

* 采样部分：

• 热燃烧（TC）测量单元：16.7 SLPM；

• 光学吸收测量单元： 2-5 SLPM，可调；

• 适用于PM2.5切割头；

* 操作界面（可远程操作）：

• 热燃烧（TC）测量单元：21cm彩色LED触摸屏，状态指示灯；

• 光学吸收测量单元：21cm 彩色LED触摸屏，状态指示灯；

* 数据输出接口： RS232、Ethernet、USB数据；

* 数据存储：内置存储卡，也可以远程传输或手动存储到外部存储设备；

* 质量控制和质量保证：

• 热燃烧（TC）测量单元：采用离线采样膜或蔗糖溶液进行校准；

• 光学吸收测量单元：使用标准可溯源至NIST标准的中性密度光学滤光片对仪器进行光学校准、动态零点和噪声检测；

• 采样流量校准及漏气检测：使用外置校准器进行手动或自动校准；

* 尺寸和重量：70×48×60 cm，约55 kg，19英寸标准机柜安装；

* 能耗：130W，峰值750W（热燃烧室工作时）；

* 工作环境：

• 电源：100~230 VAC, 50/60 Hz；

• 温度：10~35℃；

• 湿度：RH<90%，无冷凝；

• 海拔：0~3000m；

*注：OC的zui低检测限和测量范围与TC相当，EC、BrC的zui低检测限、测量精度和测量范围与BC相当。