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如何重塑农田温室气体监测效率? PRI-8600D 复路系统 + LAS 技术给出最优解!

来源:北京普瑞亿科科技有限公司 更新时间:2025-10-17 17:30:19 阅读量:66
导读:如何重塑农田温室气体监测效率? PRI-8600D 复路系统 + LAS 技术给出最优解!
很高兴与大家分享一篇由德国多所大学(Geisenheim大学、Kassel大学、Giessen大学)研究人员发表的技术性研究文章Technical note: Gas Chromatography vs. Mid-Infrared Laser Absorption Spectroscopy: A comparison of methods for measuring greenhouse gas fluxes from arable soils,该文章比较了两种用于测量农田土壤温室气体(GHG)通量的技术——气相色谱法(GC)和中红外激光吸收光谱法(LAS。这项研究采用了闭气室法(Closed Chamber Method,并在现场进行了同步测量,旨在确定CO2CH4N2O气体浓度,从而评估两种方法在可靠通量估算方面的表现。研究结果有力地突显了LAS技术在某些关键方面相较于传统的GC方法的卓越性能分析优势。
图1 2023年9月21日冬小麦收获并整地后的田间采样

图2 2024324日三叶草-禾草混播地的田间采样

研究核心发现与技术对比

研究人员明确指出,LAS方法在所有测量气体中均具有远低于GC的最小可检测通量(MDF,这被认为是导致CH4通量一致性低的关键原因。

LAS方法带来的革命性变革    
LAS的优越精度带来了温室气体测量的几项革命性优势:

1、超高灵敏度,捕获“被掩盖”的通量:LAS的极低MDF(特别是对于N2O和CH4)使其能够检测到低通量范围内统计学上显著的通量。这对于深入理解农田土壤中普遍存在的CH4氧化(吸收)和N2O吸收等微弱但重要的过程至关重要。

2、实时、高时间分辨率:LAS分析仪直接连接到气室,可实现实时(~1Hz)、高时间分辨率的数据采集和立即显示分析结。这使得现场操作员可以即时发现并修正方法设置问题(如泄漏),大大提高了数据质量和野外工作的效率。

3、灵活缩短测量时间:LAS的高灵敏度支持缩短气室关闭时间(如缩短至20分钟甚至10分钟),同时仍能保持结果的有效性。这不仅提供了更大的现场操作灵活性,而且最大程度地减少了因长时间关闭而对气体浓度梯度动态造成的干扰。研究证实,30、20和10分钟的关闭时间在绝对通量值上没有统计学上的显著差异。

PRI-ECO产品在先进研究中的应用

在这项高标准的方法比较研究中,LAS分析仪系统依赖于PRI-ECO公司的复路系统(Multiplexer)——PRI-8600D。
LAS分析仪直接连接到气室,并通过PRI-8600D复路系统配合AERIS的LAS分析仪对多个气室进行气体分析,实现了现场实时、高频监测。PRI-8600D作为系统的重要组成部分,协助研究人员高效地完成了大量闭室测量,并获取了高精度的温室气体浓度数据,从而为LAS方法在CO2和N2O上是GC的可靠替代方案、并在CH4测量中展现出无可比拟的优势这一重要结论提供了关键支持。
PRI-8600D在复杂的田间科研中,确保了LAS系统能够:
? 高效切换:在多个气室之间平稳、快速地切换采样通道,保障数据流的连续性和完整性。
? 系统稳定性:保证了高时间分辨率(~1 Hz)的测量数据准确传输。
? 支撑多点同步对比:为研究人员同步对比LAS与GC方法的测量结果提供了稳定可靠的数据采集基础,特别是针对LAS短至10分钟的灵活密闭气室测量。
PRI-8600D凭借其工业级的稳定性和精确的控制能力,成为了研究团队在野外环境下高效、可靠进行密闭气室法通量测量的得力助手。
我们为能通过PRI-8600D双循环复路系统助力全球顶级科研工作感到自豪。这一成功案例再次证明了我们的产品在构建先进、高效、高精度的温室气体动态测量系统中的稳定性和关键价值。PRI-ECO将持续致力于提供推动科学前沿的测量技术和系统解决方案。
文章链接:
https://egusphere.copernicus.org/preprints/2025/egusphere-2025-2862/


PRI-8600D

多通道土壤呼吸(群落光合)测量系统

PRI-8600D双循环复路系统是普瑞亿科潜心研发多年的土壤呼吸测量多路系统,具有发明专利(专利号:ZL201710784488.5),并在科技部重点研发计划项目支持下,于2023年完成最新一轮的升级。升级完成后,相对其他厂家的同类产品具有以下特点和优势:

1)具有双循环气路设计:设有奇数组和偶数组两个分组,每组均包含1个一体化的汇流排和1一个循环泵,并通过电磁阀组连接在一起交替为分析仪主机提供气源。两组复路系统交替工作,在前一个呼吸室测量结束前,次一个呼吸室开始工作,并在前一个呼吸室测量结束时,切入第二个呼吸室进行测量。

2)升级高度集成的采集汇流排、双路双循环汇流排、标样汇流排,极大的减少了分析气路的“死体积”;而模块化的设计也大大降低了气路泄漏的风险,保证了测量结果稳定可靠。

3)升级每个通道内置的过滤器材质为SUS304,提高了整机的气密性和稳定性,保障了整套系统能靠运行。

4)升级工业级电控逻辑板,即使在极端的工况下,设备也能稳定可靠的运行。MODBUS RTU的RS485通讯为客户大范围远距离应用提供了可能。

5)具有三路标准气接口,这可以实现高校准频率需要的分析仪时间在线校准,比如光谱同位素分析仪。

6)升级的气电混装定制化接头和线缆,设备更简洁/美观和可靠;同时,实现一个较小尺寸的主机箱连接不少于32个土壤呼吸室。

7)标配一个RS-232、一个RS-485 通讯接口,为一个复路系统驳接多个气体分析仪提供可能(可根据客户应用,拓展RS-232、RS-485和TTL通讯)。

8)具有WIFI接口,可以连接触控设备进行测量参数配置;具有双网口,可以进行数据自动上传和远程数据跟踪。

9)可以同时接驳土壤呼吸明室/土壤呼吸暗室/大容量群落光合室等。

10)若只需要CO2 H2O测量,分析仪可以内嵌到一个主机箱内。


8600-2012 全自动土壤呼吸测量暗室


8600-2012 全自动土壤呼吸测量暗室具有发明专利(专利号:ZL202021501088.2),该呼吸室升级了气电混装的线缆结构,升级土壤呼吸的防水等级至IP66,升级呼吸室多层采样装置,设备简洁、美观、可靠。

8600-2012 具有动压平衡装置,通过科学的设计,既能保证呼吸室内大气压与外界大气压的平衡,也能在一定限度内消除外界风速对呼吸室内气体的扰动,保证测量结果的准确性。配合PRI-8600D双循环,8600-2012关闭呼吸室的速率可以很低,最大限度消除其对土壤呼吸的扰动。
8600-2012C 全自动土壤呼吸测量明室


8600-2012C 是全自动土壤呼吸明室,呼吸室上部没有任何遮挡,考虑到植物生长高度,透明呼吸室高度可以在一定范围内特殊定制。


01
PRI-8600D 优势特点
  • 兼容性好,可连接不同的同位素或气体浓度分析仪;

  • 双循环气路设计,能提升不同通道之间的切换效率;

  • 定制化程度高,通道数量、气路长度、呼吸室种类;

  • 标配3路标准气切换模块,可在线进行系统标定;

  • 专利的动压平衡装置,能提升通量测量精度和准度。


02
PRI-8600D 配置说明
  • PRI-8600D 多通道土壤呼吸(群落光合)测量系统主要包含多路复路系统主控箱,双循环泵,触屏PAD;

  • 可选配 CO2 H2O 分析仪,高精度 CO2 CH4 N2O 气体浓度分析仪,高精度 CO2 CH4 N2O 同位素分析仪;

  • 可选各种呼吸室,如土壤呼吸室、群光光合箱,明暗交替呼吸室/箱(含动压平衡装置),空气温度、土壤温度和土壤湿度传感器等;

  • 可选配不同长度的气路管线,标配15 m,可以定制长度至100 m。

  • 装置,能提升通量测量精度和准度。


PRI-8600D 多通道土壤呼吸(群落光合)测量系统可以满足不同科学研究需要,适用于生态学、农学、林学、肥料学、冻土、地震学研究,以及垃圾掩埋等领域。< 更多产品详情可登录官网查看:http://www.pri-eco.com/inst?id=157 >



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  • 电话:010-51651246 88121891

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关于我们

北京普瑞亿科科技有限公司成立于2007年,是国内领先的仪器设备、系统方案和咨询服务提供商。普瑞亿科参与过科学技术部、中国科学院和北京市科学技术委员会等发起的多个设备研发项目,具有突出的仪器研发、设计和生产能力,可以提供多种痕量和温室气体分析仪、光谱和质谱同位素分析仪、室内和室外土壤呼吸测量系统、高性能数据采集器和云平台服务等,致力为生态环保、能源地质、城市安全、农林牧渔、水文水资源、医疗健康、半导体等行业客户和研究机构提供系统解决方案。

普瑞亿科是国内较早提供高精度温室气体和同位素分析仪的制造商,针对 “双碳”市场需求,在遵循MVS(Monitoring-监测、Verification-核查、Support-支持)体系的前提下,为政府机关、科研院所、企事业单位及其它机构提供“双碳”行动有效性评估和碳核查所需的整套方案,包含定位观测站、车载走航、低空无人机搭载的监测设备租售运维、碳核查核算支持、碳源汇科学评价、以及区域“碳中和”建议。

立足现在、着眼未来,公司始终奉行“诚信服务、质量优先、真诚合作、共同发展”的企业宗旨,秉承服务程序更简单、更灵活、更机动、响应速度更快的经营理念,积极为客户提供更安全、更优质、更可靠、更高效、更高性价比的优秀解决方案和先进产品,让更多的用户获益于世界顶尖级仪器设备带来的非凡成果。




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