Envag Aplikacje - Pomiar gazów cieplarnianych

Wstęp

Pomiar gazów cieplarnianych uwalnianych z gleby i wód powierzchniowych jest ważną częścią badania zmian klimatycznych. Istotne jest, aby wiedzieć w jaki sposób ekosystemy glebowe wpływają na zmianę klimatu, a także w jaki sposób ekosystem reaguje na zmiany warunków atmosferycznych. Istnieją dwa sposoby pomiaru aktywności w glebie: pobranie próbki do analizy laboratoryjnej lub pomiar przy użyciu przenośnego analizatora. Aktywność mikrobiologiczna gleby, powoduje uwalnianie gazów cieplarnianych, takich jak metan (CH₄), podtlenek azotu (N₂O) oraz dwutlenek węgla (CO₂) do atmosfery. Przenośny analizator FTIR (transformacja Fourier’a w podczerwieni) umożliwia pomiar on-line kilku gazów jednocześnie (tabela 1).

Gaz	Typowy zakres pomiarowy	jednostka
Para wodna	0 – 3 / 0 - 5	% obj.
Dwutlenek węgla	0 – 2000	ppm
Tlenek węgla	0 – 50	ppm
Metan	0 – 15	ppm
Tlenek azotu	0 – 5	ppm
Amoniak	0 – 50	ppm

Gaz

Typowy zakres pomiarowy

jednostka

Para wodna

0 – 3 / 0 - 5

% obj.

Dwutlenek węgla

0 – 2000

ppm

Tlenek węgla

0 – 50

ppm

Metan

0 – 15

ppm

Tlenek azotu

0 – 5

ppm

Amoniak

0 – 50

ppm

Do pomiaru emisji gazów cieplarnanych z gleb proponujemy dwa modele analizatorów firmy Gasmet: analizator DX 4040 lub DX 4015.

Analizator DX 4015 – przenośne laboratorium

Z wbudowaną pompą do analizy zasysanego powietrza w celu oznaczania organicznych i nieorganicznych związków gazów o stężeniach rzędu ppm.
Jednoczesny pomiar do 50 gazów z prezentacją wyników na znajdującym się w zestawie laptopie (komunikacja laptop - analizator poprzez RS232)
Wyposażony w grzaną do 50°C celę pomiarową, która pozwala na wykonywanie pomiarów w warunkach wysokiej wilgotności.
Oprócz stężeń wyrażonych w ppm lub mg/Nm DX 4015 rejestruje widmo gazu w zakresie podczerwieni, które jest poddane dalszym badaniom za pomocą komputera z dostarczonym oprogramowaniem Calcmet (opcjonalnie Calcmet PRO)
Poza standardowym zasilaniem z sieci, istnieje możliwość zasilania z gniazda 12 V (np. gniazdo zapalniczki)

Analizator DX4040 – Przenośne Laboratorium

Z wbudowaną pompą do analizy zasysanego powietrza w celu oznaczania organicznych i nieorganicznych związków gazów o stężeniach rzędu ppm.
Jednoczesny pomiar do 25 gazów z prezentacją wyników na znajdującym się w zestawie palmtopie PDA (PDA – personal digital assistant) w ciągu 25 sekund.
Operator ma możliwość tworzenia własnych zestawów mierzonych gazów (aplikacja) korzystając z dostarczonych bibliotek gazów oraz przełączać stworzone aplikacje przy użyciu prostego interfejsu, co gwarantuje wyjątkową elastyczność oraz możliwość dodawania dowolnych składników w warunkach polowych.
Oprócz samych stężeń wyrażonych w ppm lub mg/Nm DX 4040 rejestruje widmo gazu w zakresie podczerwieni, które po zakończeniu sesji pomiarowej może być poddane dalszym badaniom za pomocą zewnętrznego komputera klasy PC z dostarczonym oprogramowaniem Calcmet Pro (opcja)
DX 4040 zasilany ładowalną wbudowaną baterią litowo-jonową . Czas pracy jednej baterii przy założeniu pracy ciągłej wynosi 2,5 godziny. Przypadku zakupu drugiej baterii możliwa łatwa i szybka wymiana w terenie.

Palmtop zawiera:

2 rodzaje pamięci: wewnętrzną oraz zewnętrzną kartę (2GB) do przechowywania plików tła oraz spektrum,
Oprogramowanie Calcmet Lite w systemie Windows Moblie,
Zintegrowany z analizatorem moduł Bluetooth.

	DX4015	DX4040
Sposób prowadzenia pomiaru
Zautomatyzowany układ pomiaru strumienia gazów cieplarnanych z gleby	x	(x)
Nieezautomatyzowany przenośny układ badawczy		x
Żródło gazów cieplarnianych
Mokradła (wysoka wilgotność)	x
Jeziora, rzeki, zbiorniki wodne	x
Gleby jałowe (niska wilgotność)		x
Parametry techniczne urządzeń
Temperatura celi pomiarowej	50°C	nieogrzewana
Zasilanie	230 V / 50 – 60 Hz lub gmiazdo zapalniczniki 12 VDC	230 VAC/ 50 – 60 Hz lub Akumulator
Pobór mocy	300 W (max)	150 W
Temperatura pracy	0 – 40°C	0 – 40°C
Interface	Zewnętrzny komputer - laptop (kabel RS-232C)	Wzmacniany palmtop bezprzewodowo bluetooth lub wymiennie laptop kabel RS-232C)
Współpraca z bibliotekami gazów	Współdziałanie z laptopem na którym zainstalowane jest oprogramowanie Calcmet do analizy wyników pomiarów. Możliwość zastosowania oprogramowania Calmet Pro (opcja) do identyfikacji dodatkowych gazów w zarejestrowanym widmie.	Korzystanie z gotowych bibliotek (aplikacji ) w palmtopie – oprogramowanie Calmet Lite Przy wykorzystaniu oprogramowania Calcmet Pro (opcja) możliwość przygotowania własnych aplikacji i przesyłanie ich do palmtopa. Calcmet Pro pozwala na analizę zarejestrowanego widma w celu identyfikacji dodatkowych gazów
Zakres pomiaru para wodna (V/V%)	0 – 5%	0 – 3%
Zakres	sub-ppm do %	sub-ppm do %
Waga	14.9 kg Noszony za uchwyt lub na opcjonalnym wózku z kółkami	12.4 kg (bez baterii) 13.8 kg (razem z baterią) noszony jak plecak

Technika przeprowadzania pomiarów:

Analizator jest zintegrowany z komorą o otwartym dnie (o średnicy 0.2 – 0.3 m / objętości: 2-3 litry) zbierającą analizowany gaz i umożliwiającą pomiar strumienia emisji gazów cieplarnianych na jednostkę powierzchni komory.

Próbka gazu jest zasysana przez przenośny analizator, a następnie wraca z powrotem do komory. Dzięki zastosowaniu w analizatorze DX 4040 niedestrukcyjnej metody pomiaru, którą jest technika FTIR, skład gazu nie ulega zmianie, co pozwala na wzrost stężenia gazu wraz z upływem czasu (akumulacja w układzie zamkniętym). Umożliwia to obliczenie wielkości strumienia gazów cieplarnianych z gleby oraz monitoring jego dziennych zmian wyrażony w ppm.

Zaletą tej techniki jest brak konieczności przygotowywania próbki oraz natychmiastowa gotowość analizatora do pracy

Zalety

FTIR jest idealny do pomiarów wielu gazów w szerokim zakresie

Identyfikacja zarówno związków organicznych, jak i nieorganicznych
Analiza wieloskładnikowa jako standard – 25 związków jednocześnie z listy ponad 300
Automatyczna kompensacja wpływów czułości skrośnej

Szybkie konfiguracja oraz pomiary w połączeniu z prostą obsługą

Nie ma potrzeby kondycjonowania próbek
Zasilanie bateryjne - 2,5 godziny ciągłej pracy, możliwość wymiany baterii
Czas uzyskania pojedynczych wyników ustawiany przez użytkownika w zakresie 20 – 180 sekund - optymalny 60 s
Precyzyjne wyniki nawet w bardzo wymagających warunkach terenowych

Niska waga analizatora ułatwia przenoszenie (idealny w warunkach polowych)

Niski koszt użytkowania, odporna konstrukcja

Brak czujników oraz części które wymagałyby regularnej wymiany
Materiały odporne na korozję i zanieczyszczenia
Analizator nie wymaga kalibracji, jedynie wyznaczenia wartości tła widma za pomocą azotu lub powietrza

Możliwość automatycznego pomiaru z wielu komór przy użyciu pojedynczego analizatora Gasmet za pomocą układu przełączania próbki.

Zastosowania przenośnego analizatora

Główne zastosowania:

Pomiary uwalnianych gazów cieplarnianych z gleby

Ekosystemów lądowych

Lasy i grunty

Gleb rolniczych

Pola
Nawozy
Uprawy biopaliw

Środowisk wodnych

Mokradła
Zbiorniki wodne
Rzeki i jeziora

Źródeł geotermalnych

Inne zastosowania:

Pomiary gazów w kontenerach ładunkowych – detekcja pozostałości gazowych środków dezynfekujących

Pomiary zanieczyszczonych gleb – identyfikacja chlorowcopochodnych węglowodorów i związków benzolowych na terenach rekultywowanych,

Pomiary gazów w szpitalach – gazy znieczulające, sterylizacyjne, rozpuszczalniki laboratoryjne

Pomiary HAZMAT – identyfikacja i oznaczenia ilościowe odczynników toksycznych w przemyśle oraz środków wykorzystywanych jako broń chemiczna

Pomiary jakości powietrza w miejscu pracy – higiena przemysłowa

GASMET - POMIAR GAZÓW CIEPLARNIANYCH