LI-7700 – газоанализатор CH₄ открытого типа, LI-COR


LI-7700 — это анализатор метана с открытым путём измерения, предназначенный для проведения измерений потока CH₄ в атмосферном воздухе с применением метода вихревой ковалентности (eddy covariance).


Системы мониторинга атмосферы
LI-COR Environmental

LI-7700 Open Path CH₄ Analyzer

LI-7700 — это анализатор метана с открытым путём измерения, предназначенный для проведения измерений потока CH₄ в атмосферном воздухе с применением метода вихревой ковалентности (eddy covariance). Он разработан специально для исследований выбросов метана с наземных экосистем и обеспечивает долговременную, низкомощную работу в сложных полевых условиях.


Основные преимущества

  • Низкое энергопотребление:
    Номинальное энергопотребление 8 Вт, что делает прибор идеальным для использования с солнечными батареями в удалённых местах.

  • Улучшенная оптика и температурный контроль:
    Высококачественные оптические компоненты, инкапсулированные в термоконтролируемой оптической ячейке, обеспечивают стабильность измерений и минимизируют дрейф даже при длительном отсутствии чистки.

  • Полнота данных:
    Прибор регистрирует полный набор данных для вихревой ковалентности, включая измерения скорости ветра (от сонного анемометра) и сопутствующие биометеорологические параметры (температура, относительная влажность, атмосферное давление, радиация, данные почвы), что позволяет проводить комплексный анализ.

  • Интеграция с системами LI-COR:
    LI-7700 легко интегрируется с другими системами LI-COR для вихревой ковалентности. Благодаря использованию GPS часов и протокола Precision Time Protocol (PTP) данные по метану синхронизируются с измерениями ветра с точностью до субмикросекунд. Опционально доступен блок интерфейса LI-7550 для расширения возможностей вывода данных.


Принцип работы

Wavelength Modulation Spectroscopy (WMS)

  • Оптический источник:
    LI-7700 использует одномодовый регулируемый ближнеинфракрасный лазер, работающий при комнатной температуре, который сканирует одну поглощаемую полосу метана с высокой разрешающей способностью.

  • Модуляция:
    Частота модуляции лазера изменяется на суб-МГц уровне, что позволяет демодулировать сигнал на удвоенной частоте и сравнивать его с опорным сигналом для вычисления концентрации CH₄.

  • Компенсация условий:
    Алгоритмы вычислительной обработки компенсируют влияние изменений давления, температуры, мощности лазера и отражательной способности зеркал, что обеспечивает стабильность и точность измерений в широком диапазоне условий.

Компоненты

  • Моечное устройство (Washing Unit):
    В стандартную комплектацию входит устройство для самоочистки нижнего зеркала. Оно включает резервуар для моющего раствора, насос, форсунку, трубки и кабель питания.

  • Опционально — LI-7550 Analyzer Interface Unit:
    Расширяет возможности по хранению и выводу данных (аналоговый, RS-232, SDM). Подходит для интеграции с системами от Campbell® Scientific.


Характеристики LI-7700

Основные параметры

  • Разрешение (RMS шум):
    5 ppb при 10 Гц; 2000 ppb для CH₄

  • Диапазон измерений:

    • При -25 °C: 0–25 ppm
    • При 25 °C: 0–40 ppm
  • Частотная полоса вывода:
    До 20 Гц

  • Метод обнаружения:
    Wavelength Modulation Spectroscopy (2f-детекция)

  • Линейность:
    Отклонение менее 1% от показаний

  • Диапазон работы по давлению:
    50–110 кПа

  • Операционная температурная область:
    -25 °C до 50 °C

  • Питание:
    Входное напряжение 10.5–30 VDC
    Номинальное энергопотребление 8 Вт (во время обычной работы), 16 Вт во время цикла чистки

Габариты и вес

  • Размер сенсора:
    Диаметр 14.33 см, высота 82.8 см

  • Оптический путь:
    Физический путь 0.5 м, измерительный путь 30 м

  • Вес:
    Около 5.2 кг

Интерфейс пользователя

  • Программное обеспечение:
    Поддержка Windows®-based интерфейса для настройки, конфигурации и калибровки через Ethernet

Дополнительные компоненты

LI-7550 Analyzer Interface Unit (опционально)

  • Хранение данных:
    Съемное USB-устройство памяти (16 ГБ, расширяемое пользователем)
  • Коммуникация:
    Ethernet (до 40 Гц), RS-232 (57,600 бод, до 20 записей в секунду)
  • Питание:
    Требует 10.5–30 VDC, потребляет около 10 Вт при нормальной работе
  • Габариты и вес:
    Примерно 35×30×15 см, вес около 4.4 кг

Моечное устройство (Mirror Cleaner — 7700-101)

  • Параметры работы насоса:
    Температурный диапазон от -10 °C до 50 °C
  • Объем жидкости:
    4 литра
  • Габариты и вес:
    Вес около 3.2 кг, размеры 44.5×32.8×15 см

Применение и интеграция

LI-7700 предназначен для использования в системах вихревой ковалентности для измерения потоков метана, а также может быть интегрирован в комплексные системы с дополнительными измерительными приборами (анемометры, биометеорологические датчики, погодные станции). Он обеспечивает:

  • Синхронизацию данных с помощью GPS и PTP.
  • Низкое энергопотребление и возможность работы от солнечных панелей.
  • Полную автоматизацию расчётов потоков метана с использованием системы SmartFlux®.

Вывод

LI-7700 Open Path CH₄ Analyzer — это надежное, точное и энергоэффективное решение для измерения потоков метана в атмосферном воздухе. Он сочетает передовые оптические технологии, инновационные алгоритмы обработки сигналов и продуманную конструкцию, что делает его незаменимым инструментом для исследований экосистем, мониторинга выбросов и изучения процессов, связанных с изменением климата