微量气体CO₂浓度快速测定分析方法：注射模式

　　注射模式Injection Mode

　　注射模式是一种用于测量小样本气体浓度的技术，通常收集取样瓶中气体，并通过注射器转移到EGM-5便携式气体分析仪或TARGAS-1便携式光〓合测定系统中进行测定。注射过程是静态取样的一种替代方法，对一些用户来说，注射模式可以产生更可靠和一致的结果。

　　所需设备Equipment Required

• EGM-5便携式气体分析仪或TARGAS-1便携式光合测定系统

• ACS037样品注射套件

• 注射器，针头尺寸≤18号

　　测量原理Measurement Principle

　　样品气中的CO₂浓度是通过将样品气注入已知CO₂浓度(基线CO₂水平)的固定气体流中，并将得到的CO₂测量值进行积分，直到它们返回基线。这类似于用于HVAC管道流量的脉冲示踪气体技术，通过◣测量随着时间推移注入管道的已知体积的示踪气体的浓度来推断未知的流速。在本例中，气体流速F已知，注射器体积V已知，但样品(或示踪气体)浓度未知。注射器中样品气的浓度通过以下方程计算：

　　其中：

　　CO₂INT (ppm)

　　——注射器内样∴品气CO₂浓度；CO₂_b (ppm) ——测量阶段前的基准CO₂浓度(超过10个测量值的平均值)CO₂_m (ppm)——测量阶段的CO₂浓度；Δt (s)——采样间隔，通常为1s；F (ml min-1)——流速；v (ml)——注射器体积；该过程包括三个阶段：基线阶段、注入阶段和结束阶段。基线阶段通过计算以一秒间隔进行的10次测量的平均浓度来建立固定CO₂浓度的基线√浓度。完成基线阶段后，仪器将进入注入阶段。在此阶段，样品缓慢注入，测量的CO₂浓度在注入阶段的持续时间内进行积分。一旦气体返回基线，自动进入结束阶段。任何具※有已知的、恒定的CO₂浓度的气体都可以作为基准，但是用充满碱石灰的吸收管可以很容易地生产出CO₂浓度为零的基线气体。

　　ACS037样品注射套件Sample Injection Kit (ACS037)

　　PP SYSTEMS公司提供的ACS037注射套件包含一套可拆卸的注射端口、四个备用滤片和调零吸收管，共三部分。

　　注射端■口内含一个9mm直径的滤片，可承受50次样品注射过程，为了获取最佳数据，我们建议每25次注射后需更换滤片。

　　注射端口注入口最大可接入22号注射器。套件中不包含注射器和碱石灰，注射器需用户自〗备，EGM-5或TARGAS-1一般均配备有碱石灰。

　　注射器Syringe注射器应该允许你轻松地连续注射至少25秒的气体。注射模式对注射器的体积相对不敏感。我们建议至少使用18号注射器，最小容量为10毫升，以获得最佳效果。使用玻璃注射器最佳(如典型的GC注射器)，但是塑料(聚丙烯)注射器也可以使用。注射模式最适用于浓度大于100ppm的待测样品。如待测样品浓】度较低，则其百分比误差将显著增大。

　　测定前准备Preparation

　　调零吸收管中装入全新的碱石灰，将样品注射套件开放气管端口接入EGM-5或TARGAS-1后部进气Gas In端口。

　　注意：

• 在整个测定过程中调零吸收管需保持垂直放置；

• 建议将CO₂ Avg Limit设置为0(Main Menu >     Settings > Settings 2 > Averaging)；

• 对于低浓度样品，建议将气泵流量设置为100 ml/min(Main Menu > Settings > Settings 2     > Averaging)。

　　1.开始测定Strat Process

　　第一个屏幕要求用户确认需要启动△注射模式。

　　2.设置Settings注射器体积和校正因子设置在此界面中定义。

　　3.样品设置Sample Setting

　　此屏幕︾中进行样品编号的设置。使用注射器由待测样品气源（气罐或样品袋）中抽〗取气体，注意抽取所需体积更多的气体，然后推出多余的气体（例如，至少抽取11ml至注射器中以获得10ml样品）。然后慢慢地将柱塞推到10ml标记处，将针头插入注汽孔隔膜，点击◤屏幕右下角Start，开始程序。

　　4.进行调零Perform Zero

　　确认在下一屏幕中进行调零。注意：在测量多个样品时，只在第一个样品开始测定前进行调零。随后，每30min进行调零一次。

　　5.基线阶段Baseline Phase

　　当进入基线阶█段时，EGM-5或TARGAS-1记录前10秒的基线读数，即样品注入前空气中的二氧化碳浓度(通常为0 ppm)，以BSLN表示。10秒后，注射阶段Injection Phase开始。

　　注意：如果基线(B)没有下降到0或一个非常小的数字(通常1-3 ppm)，则可能气路系统中存在泄漏，或系统没有充分“归零”。此时需中止进程，等待2-3分钟，再试一次。如果问题仍然存在，需检查注射装置ㄨ是否存在泄漏，并确保吸收管正确地固定并含有新鲜的碱石灰。

　　6.注射阶段Injection Phase

　　在注射阶段，注射器通过隔膜缓慢而稳定地注射到分析器中，注射时长至少为10秒，此阶段由INJT表示。

　　通常在注射阶段，屏幕中第一个值(C)会迅速上升，然后回〇落到零；相应地，M的值会随着C的值迅速增加，然后稳定在一个恒定值。一旦C下降到0 ppm(或一个非常低的背景值)，等待3-5秒，以确保M已经稳定，并记录该值。注意：

• C值：红外→分析室内当前CO₂浓度(ppm)；

• M值：积分计算得到的注射器内待测样品CO₂浓度(ppm)；

• B值：平均后的基线CO₂浓度(ppm)；

• 如使用U盘，则数值将自动记录。

• 建议对同一个样本进行多次测量，使用平均值作为最终数据。

　　7.终止阶段End Phase

　　一旦气体返回到基线，就进入结束阶段。END表示进入终止阶段END Phase。

　　8.关于〖校准因子Correction Factor

　　样品注射测量的准确性要求准确测量流速和注射器体积，以及谨慎的注射器处理技术，以最大限度地减少泄漏、扩散和死腔体积。当同一用户进行样品注射时，样品注射技术可以相♀当重复，但往往有系统误差。校正】因子允许对这些误差进行补偿，并应由每个用户作为样品注射过程的一部分进行实验确定和输入。

　　使用已知CO₂浓度的注射器样品，执行样品注◥射过程的所有步骤，并使用产生的CO₂测量来计算一个校正因子，如下所示：校准因子= CO_{2_}Known / CO2_m