twobtech黑碳光度计
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黑碳光度计无需过滤器预浓缩直接测量黑碳黑碳光度计™ (BCP™) 是一种坚固、便携、高精度和经济的仪器，用于测量污染城市环境中的大气黑碳颗粒。 BCP 使用简单而直接的长程光度计技术实时量化气溶胶（气体 + 颗粒）相中颗粒的总消光量和质量浓度
黑碳光度计
无需过滤器预浓缩直接测量黑碳
黑碳光度计™ (BCP™) 是一种坚固、便携、高精度和经济的仪器，用于测量污染城市环境中的大气黑碳颗粒。 BCP 使用简单而直接的长程光度计技术实时量化气溶胶（气体 + 颗粒）相中颗粒的总消光量和质量浓度。 这种直接的方法避免了与当前市售仪器相关的伪影和其他问题，例如目前最常见的使用过滤器来预浓缩样品进行分析的空气测量技术。
黑碳光度计的检测池采用折叠管状设计，这是一项获得专利的创新，可使其快速冲洗（样品和参考测量之间的快速切换所必需的）。 因此，BCP 具有高灵敏度，不需要预先浓缩过滤器，并且可以快速测量黑碳。 吸收池被折叠以在紧凑的空间内提供长（2.1 米）的路径长度，从而使仪器重量轻（约 19 磅/8.6 千克）且尺寸适合在标准机架安装系统中使用。 我们在大气测量技术（Birks et al., AMT, 11, 2821-2835, 2018）的同行评审出版物中描述了折叠管状设计，例如用于黑碳光度计的设计。
黑碳光度计设计用于在两个波长（405 nm 和 880 nm）下直接测量由颗粒物质引起的总消光（吸光度 + 散射）。 880 nm 通道可用于计算黑碳质量浓度。 在较短的 405 nm 波长处的消光可以凭经验与给定位置的 PM2.5 相关。
黑碳光度计对于研究黑碳在空气质量和气候中的作用的研究人员以及对估计社区暴露风险感兴趣的空气质量管理人员非常有用。
操作理论
下图是黑碳光度计的简化示意图。 样品空气通过气泵以~1.0-1.6 L/min 的流速连续吸入仪器及其光学检测池。 参考阀交替绕过或发送样品空气通过 PTFE 微粒过滤器（下面标记为微粒过滤器 #1），去除样品中的所有微粒，从而允许在不存在微粒 (Io) 和存在微粒的情况下交替测量光强度 颗粒物 (I)。 然后使用 Beer-Lambert 定律计算颗粒消光
Bext
= 1/L ln(Io/I)
这里，L 是路径长度（2.1 m）。
颗粒消光是两个因素的总和：气溶胶吸收和散射。 在黑碳光度计的较长波长 (880 nm) 处，吸收对消光的影响要大得多。 在受污染的城市空气中，仪器在 880 nm 处的响应主要是由于黑碳吸收。 在仪器的较短波长 (405 nm) 处，散射占主导地位，仪器响应更能表明总气溶胶浓度。
规格
测量原理 | 在 405 nm 和 880 nm 处直接消光 |
测量输出 | 405 和 880 nm 处的消光 (Mm-1) 880 nm 处的质量浓度 (µg m-3) |
线性动态范围 | 0-10,000 Mm-1 |
分辨率 | 0.1 Mm-1 |
精度（10 秒测量，1σ rms 噪声） | 405 纳米：4.1 毫米-1； 0.7 Mm-1 带自适应滤波器 880 纳米：2.8 毫米-1； 0.5 Mm-1 带自适应滤波器 （0.35 µg m-3；0.07 µg m-3 带自适应滤波器） 880 nm，1 小时平均值：0.018 µg m-3 |
准确性 | 2 Mm-1 或读数的 2% 中的较大者 |
检测限 (2σ) | 405 nm：<1.6 Mm-1（带自适应滤波器） 880 nm：<1.1 Mm-1（带自适应滤波器） 880 nm，1 小时平均值：0.036 µg m-3 |
流速 | 1.3 L min-1（最低：1.0 L min-1；最高 1.6 L min-1） |
测量频率 | 0.1 Hz（每 10 秒一次） |
平均次数 | 10 s, 1 min, 5 min, 1 hr |
响应时间，100% 的阶跃变化 | 10 秒平均为 20 秒 30 秒，带自适应滤波器 |
内部数据记录器容量 | 10 GB，>3.2 年的 10 秒数据 |
用于便携式数据记录的 USB | Yes |
压力单位 | mbar |
温度单位 | °C |
T 和 P 更正 | User-Selected |
工作温度范围 | 5 to 45 °C |
操作压力 | 600-1000 mbar |
电源要求 | 11-14 V dc 或 120/240 V ac，12 V 时为 1.3 A，运行期间平均约 16 瓦 |
尺寸 | 机架安装：17 英寸宽 x 14.5 英寸深 x 5.5 英寸高（43 x 37 x 14 厘米） |
重量 | ~19.2 lb (8.7 kg) |
用户界面 | 触摸屏或串行 |
数据输出 | RS232； 0-2.5 V 模拟输出，用于 405 和 880 nm 消光； USB驱动器 |
数据传输波特率 | 2400 |
输出范围 | 用户在比例因子菜单中定义 |
长寿命泵 | Yes: 15,000 hours |
流量计 | Yes |
内置自动调零功能 | Yes |
特征
Ø在两个波长（880 nm 和 405 nm）下直接测量颗粒物的消光度，可以实时测量颗粒物，包括黑碳和 PM2.5
Ø直接方法无需在过滤器上预浓缩样品，从而避免相关的伪影
Ø低功耗（预热后平均约 16 瓦）
Ø重量轻（~19.2 磅，8.7 千克），标准机架安装尺寸
Ø长寿命泵（~15,000 小时）
Ø触摸屏
Ø内部数据记录器容量：10 GB
Ø用于便携式数据记录的 USB 端口
Ø串行和用户缩放的模拟电压输出
Ø方便的微处理器用户界面，通过触摸屏或串行，包括校准参数（增益和零）和质量转换系数
Ø可选择 10 秒的测量时间或 1 分钟、5 分钟和 1 小时的数据平均时间
Ø内置归零功能
Ø几乎不需要技术维护，适合在现场条件下连续运行（可电池供电运行）
