四方儀器推出碳通量氣體檢測、發動機排放檢測及燃氣熱值分析等氣體分析儀器

9月28日，中國人民銀行宣布為(wei) 貫徹落實國務院常務會(hui) 議關(guan) 於(yu) 支持經濟社會(hui) 發展薄弱領域設備更新改造的決(jue) 策部署，設立了2000億(yi) 元以上設備更新改造專(zhuan) 項再貸款，政策麵向教育、實訓基地、節能降碳改造升級、新型基礎設施等十個(ge) 領域。

四方光電股份有限公司（688665.SH）旗下全資子公司米兰电玩娱乐（以下簡稱“四方儀(yi) 器”）是一家專(zhuan) 業(ye) 提供氣體(ti) 成分及流量測量方案的高新技術企業(ye) ，基於(yu) 四方光電核心氣體(ti) 傳(chuan) 感技術平台的優(you) 勢，開發了係列非分光紅外（NDIR）、非分光紫外（NDUV）、紫外差分吸收光譜（UV-DOAS）、激光拉曼（LRD）、超聲波（Ultrasonic）、熱導（TCD）、光散射探測（LSD）等技術原理的氣體(ti) 成分流量儀(yi) 器儀(yi) 表，產(chan) 品廣泛應用於(yu) 環境監測、冶金、煤化工、生物質能源等各個(ge) 行業(ye) 。

四方儀(yi) 器針對國家政策以及當前研究熱點問題，選擇碳通量氣體(ti) 檢測、發動機排放檢測及燃氣熱值分析三個(ge) 重點方向，推薦以下行業(ye) 解決(jue) 方案。

一、碳通量氣體(ti) 檢測解決(jue) 方案

實現碳達峰碳中和是國家做出的重大戰略決(jue) 策。通過監測數據可以預測未來的氣候變化趨勢和評價(jia) 生態係統碳循環對全球變化的響應與(yu) 適應特征，為(wei) “雙碳”目標的達成提供參考數據，為(wei) 現代地球係統科學、生態與(yu) 環境科學關(guan) 注的重大科學問題提供研究依據。碳通量在線監測網絡主要包含土壤溫室氣體(ti) 通量測量和大氣環境渦度協方差測量係統兩(liang) 種方法。四方儀(yi) 器依托氣體(ti) 分析傳(chuan) 感器平台優(you) 勢，分別開發了土壤碳通量分析儀(yi) 與(yu) 大氣環境渦度協方差測量係統。

（一）土壤碳通量分析儀(yi)

土壤生態係統中的碳元素主要是通過土壤呼吸來實現碳循環，對土壤呼吸過程中CO2釋放量的準確監測是評價(jia) 生態係統中碳匯過程的關(guan) 鍵。通量測定法是最為(wei) 常用的測定方法，即直接測定土壤和大氣間的CO2交換量，也是評價(jia) 土壤生態係統碳循環過程的關(guan) 鍵。國家正在積極推動“雙碳”政策，碳監測為(wei) 碳計量提供準確的基礎數據。垃圾填埋場、汙水處理廠和煤礦等區域的無組織碳排放是碳監測的難點之一。

土壤碳通量分析儀(yi) 利用非分光紅外氣體(ti) 分析技術（NDIR）測量CO2濃度、可調諧半導體(ti) 激光吸收光譜技術（TDLAS）測量CH4、N2O濃度。儀(yi) 器外形小巧便攜，方便獲取多個(ge) 不同點位的數據，完成不同空間與(yu) 高度限值的測量要求，支持長期、連續、準確的測量。主要應用於(yu) 土壤碳通量監測、森林碳通量監測、溫室氣體(ti) 排放監測、空氣質量監測、城市汙染氣體(ti) 排放監測、固定汙染源排放監測；高校關(guan) 於(yu) 環境科學、農(nong) 業(ye) 學與(yu) 林業(ye) 學相關(guan) 研究等。

（據測量場景不同可選配多款型號氣體(ti) 測量室）

土壤碳通量分析儀(yi) 技術參數

（二）大氣環境渦度協方差測量係統

渦度協方差（又稱渦動相關(guan) 法）技術是測量和計算大氣邊界層內(nei) 垂直湍流通量的重要大氣測量技術。大氣環境渦度協方差測量係統結合多款氣體(ti) 分析儀(yi) 與(yu) 超聲風速儀(yi) ，模塊化設計，外形小巧，安裝靈活。相互無幹擾，專(zhuan) 為(wei) 高空監測而設計。

通過對微氣象中的三維風速與(yu) 氣體(ti) 濃度進行精確測量，完成對生態係統與(yu) 大氣之前湍流交換的監測，即時收集流動畸變數據。適用於(yu) 邊界層氣象研究、生態係統溫室氣體(ti) 含量監測、野外大氣監測、碳水循環研究、空氣通量研究、遙感數據驗證等。

圖左：開路式（CO2/H2O）氣體(ti) 分析儀(yi)

圖中：開路式（CH4）氣體(ti) 分析儀(yi)

圖右：三維超聲風速儀(yi)

大氣環境渦度協方差測量係統技術參數

二、發動機排放檢測解決(jue) 方案

內(nei) 燃機工業(ye) 是我國重要基礎產(chan) 業(ye) ，也是節能減排的重點領域。近年來，我國已經頒布和實施了GB 18352.6-2016（輕型車國六）、GB 17691-2018（重型車國六）和GB 20891-2014的2020年修改單（非道路移動機械國四）等移動源新生產(chan) 車排放法規以及GB 18285-2018（汽油車）、GB 3847-2018（柴油車）和GB 36886-2018（非道路移動機械）等在用車排放法規。其中帶領內(nei) 燃機行業(ye) 技術發展的是新生產(chan) 車排放法規，該法規體(ti) 係中要求的高精度發動機排放檢測設備，主要包括全流稀釋排放測試係統和便攜式排放測試係統，目前都是主要依賴國外進口產(chan) 品。由於(yu) 設備構成十分複雜且涉及多項高精度測量技術，進口設備往往十分昂貴，全流稀釋排放測試係統單套價(jia) 格通常會(hui) 達到數百萬(wan) 元甚至是千萬(wan) 元以上，便攜式排放測試係統單套價(jia) 格也通常會(hui) 達到百萬(wan) 元以上。進口設備不僅(jin) 價(jia) 格貴，還存在供貨周期長、使用成本高等問題，顯然不能滿足我國作為(wei) 內(nei) 燃機產(chan) 銷第一大國的實際需求。

四方儀(yi) 器依托氣體(ti) 成分流量儀(yi) 器儀(yi) 表研發平台基礎優(you) 勢，結合近20年發動機排放分析儀(yi) 研發經驗，吸收國內(nei) 好的應用經驗，對關(guan) 鍵技術進行攻關(guan) 突破，戰略性加大投入，成功研發了全流稀釋排放測試係統、便攜式排放測試係統以及非常規氣體(ti) 分析儀(yi) 等全係列產(chan) 品，具有技術先進、功能齊全、測量準確、性能穩定、兼容性強和高效服務等特點，可滿足科研機構、製造企業(ye) 和檢測機構等國內(nei) 外用戶的各種應用需求。

（一）全流稀釋排放測試係統

基於(yu) 全流稀釋排放測試係統的實驗室標準工況排放測試是我國移動源排放法規體(ti) 係中被廣泛采用的標準方法，四方儀(yi) 器針對性開發了Gasboard-9802發動機排放全流稀釋定容采樣係統（CVS）及其配套的Gasboard-9801發動機排放測試係統。Gasboard-9801發動機排放測試係統結合高精度氫火焰離子化檢測技術（HFID）、紫外差分吸收光譜技術（UV-DOAS）、非分光紅外技術（NDIR）、長壽命電化學傳(chuan) 感器技術（ECD）與(yu) 凝結核粒子計數技術（CPC），同時測量發動機排氣中THC、NOx、CO、CO2、O2等氣體(ti) 體(ti) 積濃度及顆粒物數量濃度，其超低量程同時具備準確性高和響應速度快的特點，能很好的滿足排放法規技術要求以及實際應用需求。Gasboard-9802發動機排放全流稀釋定容采樣係統（CVS）具有功能齊全、準確性高和自動化程度高等特點，適用於(yu) 輕型車、重型車和非道路移動機械等各種移動源國家排放法規，可滿足各種工況下不同排量和不同燃料類型內(nei) 燃機的法規排放測試試驗需求。目前，四方儀(yi) 器的全流稀釋排放測試係統設備已經逐步成功應用於(yu) 科研機構、發動機製造企業(ye) 、輕型汽車製造企業(ye) 、摩托車製造企業(ye) 及相關(guan) 檢測機構等。

Gasboard-9801發動機排放測試係統技術參數

應用案例

1、武漢某高校醇氫發動機排放測試研究項目

2、常州某大型發動機製造企業(ye) 實驗室排放氣體(ti) 檢測項目

（二）便攜式排放測試係統

基於(yu) 便攜式排放測試係統的實際工況車載排放測試是一種更能反映移動源真實排放水平的排放測試方法，已經被我國輕型車、重型車和非道路移動機械排放法規引入作為(wei) 標準方法的重要補充，正在法規檢測和市場監督抽查等應用場景中發揮越來越重要的作用。四方儀(yi) 器針對性開發了符合法規要求的Gasboard-9805便攜式排放測試係統（PEMS）。該係統采用全自主的核心傳(chuan) 感器分析技術，可實現排放物CO、CO2、NO、NO2、THC和PN濃度測量，以及排氣流量、GPS數據、環境溫濕度、大氣壓力的測量，並具備測試過程引導、自動計算排放總量、導出測試報告等功能。依托自主搭建的排氣質量流量標定係統和顆粒物PN分析儀(yi) 標定係統等關(guan) 鍵標定平台，為(wei) 便攜式排放測試係統的溯源標定和質量檢驗提供了保障。目前，四方儀(yi) 器便攜式排放測試係統已經成功應用於(yu) 科研機構、機動車和非道路移動機械製造企業(ye) 及相關(guan) 檢測機構等。

Gasboard-9805便攜式排放測試係統技術參數

應用案例

1、浙江某大型農(nong) 用機械製造企業(ye) 車載排放測試項目

（三）非常規氣體(ti) 分析儀(yi)

發動機尾氣中NH3和N2O等非常規氣體(ti) 汙染物排放已經成為(wei) 當前國際研究熱點和排放法規檢測項目。四方儀(yi) 器分別采用高溫紫外差分吸收光譜技術（UV-DOAS）和可調諧半導體(ti) 激光吸收光譜技術（TDLAS）成功開發了發動機原排直采NH3分析儀(yi) 和N2O分析儀(yi) ，已應用於(yu) 新能源發動機研發工作。

NH3和N2O分析儀(yi) 技術參數

（四）在用車排放檢測係統

四方儀(yi) 器基於(yu) 雙光束紅外（NDIR）、微流紅外（NDIR）、非分光紫外（UV-DOAS）等核心氣體(ti) 傳(chuan) 感技術，自主研發了包括米兰高赔竞猜足球平台、尾氣分析儀(yi) 、透射式煙度計、振動式發動機轉速表的在用車排放檢測整體(ti) 解決(jue) 方案。產(chan) 品具有高精度、穩定性好，抗幹擾力強等特點，滿足： GB 18285-2018，GB 3847-2018，GB 7258-2017，GB 7258-2017，GB 20891-2014等國標以及JJF 1375，JJG 688-2017，HJ 1014-2020等技術要求。產(chan) 品廣泛應用於(yu) 機動車檢測機構、汽車製造廠、汽車修理廠、科研機構、環保執法部門等。

三、燃氣熱值分析解決(jue) 方案

天然氣、沼氣以及工業(ye) 生產(chan) 中可燃氣體(ti) 的高效利用對節能減排具有十分重要的意義(yi) 。準確測量可燃氣體(ti) 成分及熱值並自動優(you) 化控製燃燒過程是提高燃燒效率和控製排放汙染的重要途經。天然氣等碳氫燃料的氣體(ti) 成分分析主要依賴氣相色譜法，但該方法的響應時間達90s以上，往往不能滿足大多數場合的實時控製應用需求。四方儀(yi) 器在氣體(ti) 分析傳(chuan) 感器平台優(you) 勢基礎上吸收國際產(chan) 品設計理念和應用經驗，並結合國內(nei) 應用需求，自主研發了以光譜吸收技術原理為(wei) 主的一係列氣體(ti) 成分及熱值在線測量設備，具有精度高、響應快、功能齊全等特點，可滿足石油天然氣、沼氣、汙水氣體(ti) 係統、垃圾填埋、玻璃陶瓷、化工、電廠和內(nei) 燃機等領域應用。

（一）激光拉曼光譜氣體(ti) 分析儀(yi)

激光拉曼光譜法可以使用一個(ge) 激光光源同時探測除惰性氣體(ti) 之外的所有氣體(ti) 分子，是一種非常有潛力的過程氣體(ti) 成分在線監測技術。但激光拉曼光譜法的特征信號較弱，一定程度上限製了該技術在氣體(ti) 檢測領域的廣泛應用。

2012年四方光電牽頭承擔 “激光拉曼光譜氣體(ti) 分析儀(yi) 的研發與(yu) 應用”國家重大科學儀(yi) 器設備開發專(zhuan) 項，解決(jue) 了檢測信號弱等諸多難題，成功開發了LRGA-6000激光拉曼光譜氣體(ti) 分析儀(yi) 。設備融合10項授權發明專(zhuan) 利，通過對儀(yi) 器的發生裝置、收集裝置、探測裝置等核心硬件進行激光功率增加、氣體(ti) 壓力提高、作用光程增長、散射光大範圍收集等技術創新，以及采用基於(yu) Ar基底自動扣除、基於(yu) 標定氣體(ti) 幹擾自動修正等激光拉曼*的軟件算法，消除環境溫度、壓力、幹擾氣體(ti) 等對被測氣體(ti) 的影響，實現了對低密度過程氣體(ti) 的高精度監測，已廣泛應用於(yu) 天然氣、乙烯裂解氣、生物質燃氣、變壓器油溶解氣、煤化工等各大領域。

在熱值監測領域，激光拉曼光譜技術具有突出優(you) 勢。以往舊式熱值儀(yi) 往往隻能監測總碳氫化合物的熱值總量且易受水分影響，而四方儀(yi) 器激光拉曼光譜氣體(ti) 分析儀(yi) 可以分別監測顯示各組分熱值，采用的特征指紋譜技術具有很強的抗幹擾力。在氣體(ti) 監測領域可取代氣相色譜（GC）與(yu) 質譜（MS）：

LRGA-6000激光拉曼光譜氣體(ti) 分析儀(yi) 技術參數

LRGA-3100激光拉曼光譜氣體(ti) 分析儀(yi) 技術參數

應用案例

1、武漢某大型軋鋼廠加熱爐熱值監測項目

2、非洲某大型天然氣開采監測項目

（二）煤氣分析儀(yi) （便攜型）

四方儀(yi) 器煤氣分析儀(yi) 可同時監測8種氣體(ti) 濃度並自動計算顯示煤氣/天然氣熱值，且多組分同時測量無交叉幹擾。據以往用戶使用案例的監測結果統計來看，四方儀(yi) 器煤氣分析儀(yi) 在熱值監測方麵平均為(wei) 用戶節省約10%的燃燒熱能，此數據反應到龐大的工業(ye) 產(chan) 量基數上，為(wei) 用戶企業(ye) 節省了十分可觀的燃料成本。

四方儀(yi) 器紅外氣體(ti) 分析技術包含公司授權專(zhuan) 利12項。其中消除交叉氣體(ti) 幹擾技術集成非分光紅外米兰高赔竞猜足球（針對CO、CO2、CH4和CnHm檢測）、熱導H2傳(chuan) 感器以及電化學O2傳(chuan) 感器，並通過軟件進行修正得到準確的八組分濃度數據並計算熱值。基於(yu) 該技術開發的煤氣分析儀(yi) 能夠與(yu) 昂貴的在線氣相色譜儀(yi) 作用相當，省卻了載氣等長期耗材，並具備熱值分析功能。主要應用於(yu) 煤化工、鋼鐵冶金等領域的煤氣成分及熱值測量、高校科研院所的氣體(ti) 取樣分析以及新能源行業(ye) 的氣體(ti) 成分測量等。

Gasboard-3100P煤氣分析儀(yi) 技術參數

應用案例

1、撫順某石油化工研究院生物質原料熱解實驗室檢測項目

（三）便攜紅外天然氣熱值分析儀(yi)

天然氣作為(wei) 一種新型清潔燃料也是一種混合氣體(ti) ，不同氣源生產(chan) 的天然氣組分會(hui) 有所不同，在天然氣用作燃料時，因組分不同導致其熱值出現差異。目前無論是工業(ye) 還是民用，都對天然氣具有依賴性。對燃燒過程中氣體(ti) 濃度及熱值的連續監測，可精確了解天然氣的燃燒效率，對於(yu) 降低企業(ye) 生產(chan) 成本、改善大氣環境、實現可持續經濟發展等具有積極作用。

四方儀(yi) 器便攜式紅外天然氣熱值分析儀(yi) 可同時測量多種氣體(ti) 濃度，並自動計算天然氣熱值，可取代燃燒法熱值儀(yi) 。相較於(yu) 適用於(yu) 高校與(yu) 職業(ye) 院校教學科研/實驗實訓、燃氣具生產(chan) 企業(ye) 、燃氣計量檢測部門、節能監測部門、環保和配氣等行業(ye) 、天然氣公司、液化氣廠、液化氣站等。

Gasboard-3110P便攜式紅外天然氣熱值分析儀(yi) 技術參數