2B 臭氧監(jiān)測儀低溫下的啟動(dòng)和運(yùn)行情況

這里提供的數(shù)據(jù)是為了評(píng)估202型臭氧監(jiān)測儀在北極海水溫度接近0℃的海洋浮標(biāo)上的使用。為了節(jié)省電力，這些儀器只能在短時(shí)間內(nèi)打開。報(bào)告的結(jié)果使我們能夠確定在接近冰點(diǎn)的條件下開始寒冷后臭氧測量穩(wěn)定需要多長時(shí)間。結(jié)果還表明，在沒有任何外部加熱的情況下，汞燈將在至少低至1℃的溫度下點(diǎn)燃。

實(shí)驗(yàn)

將202型臭氧監(jiān)測儀放置在冰柜中，在冰柜外延伸一根特氟龍襯里的采樣管一小時(shí)或更長時(shí)間。這使得整個(gè)儀器的溫度下降到1-3℃。然后啟動(dòng)臭氧監(jiān)測儀，開始對(duì)臭氧洗滌空氣或含有約50 ppb臭氧的空氣進(jìn)行采樣。數(shù)據(jù)采集時(shí)間為30分鐘。

對(duì)臭氧洗滌空氣和含有50 ppb臭氧的空氣進(jìn)行了重復(fù)運(yùn)行。

結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1-4所示。在燈升溫的前10分鐘，測量結(jié)果是不穩(wěn)定的。10分鐘后，去趨勢(shì)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差在1.2-1.5 ppbv范圍內(nèi)；即，精度在202型臭氧監(jiān)測儀（1.5 ppbv）的正常規(guī)格范圍內(nèi)。在10-30分鐘期間，有輕微的趨勢(shì)，上升或下降小于0.19 ppbv/min（即20分鐘內(nèi)變化不超過3.8 ppbv）。熱身30分鐘后，0 ppbv和50 ppbv的臭氧測量值與真實(shí)值相差不到2 ppbv。

圖1所示。對(duì)臭氧洗滌空氣取樣的冷啟動(dòng)1號(hào)的結(jié)果。初始檢測池溫度為2.1℃。黑色數(shù)據(jù)點(diǎn)是前10分鐘的臭氧測量值。藍(lán)色數(shù)據(jù)點(diǎn)是10分鐘后的臭氧測量值。紅色數(shù)據(jù)點(diǎn)是電池溫度的測量值。趨勢(shì)線適用于升溫10分鐘后的臭氧數(shù)據(jù)。30分鐘測得的臭氧是0.4 ppbv。

圖2所示。對(duì)臭氧洗滌空氣取樣的冷啟動(dòng)2號(hào)的結(jié)果。初始檢測池溫度為1.2℃。黑色數(shù)據(jù)點(diǎn)是前10分鐘的臭氧測量值。藍(lán)色數(shù)據(jù)點(diǎn)是10分鐘后的臭氧測量值。紅色數(shù)據(jù)點(diǎn)是電池溫度的測量值。趨勢(shì)線適用于升溫10分鐘后的臭氧數(shù)據(jù)。30分鐘測得的臭氧為0.5 ppbv。

圖3所示。對(duì)含有50 ppb臭氧的空氣取樣的冷啟動(dòng)#1的結(jié)果。初始檢測池溫度為2.1℃。黑色數(shù)據(jù)點(diǎn)是前10分鐘的臭氧測量值。藍(lán)色數(shù)據(jù)點(diǎn)是10分鐘后的臭氧測量值。

紅色數(shù)據(jù)點(diǎn)是電池溫度的測量值。趨勢(shì)線適用于升溫10分鐘后的臭氧數(shù)據(jù)。30分鐘測量的臭氧值為49.1 ppbv。

圖4所示。對(duì)含有50 ppb臭氧的空氣取樣的冷啟動(dòng)#2的結(jié)果。初始檢測池溫度為3.0℃。黑色數(shù)據(jù)點(diǎn)是前10分鐘的臭氧測量值。藍(lán)色數(shù)據(jù)點(diǎn)是10分鐘后的臭氧測量值。紅色數(shù)據(jù)點(diǎn)是電池溫度的測量值。趨勢(shì)線適用于升溫10分鐘后的臭氧數(shù)據(jù)。30分鐘測量的臭氧值為51.9 ppbv。

結(jié)論

這些實(shí)驗(yàn)表明，202型臭氧監(jiān)測儀將在1-3℃開啟，并在預(yù)熱30分鐘后在儀器規(guī)格的精度和準(zhǔn)確性范圍內(nèi)進(jìn)行測量。如果對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行微小的修正，可能在儀器通電后10分鐘內(nèi)就可以進(jìn)行測量。結(jié)果表明，該儀器可用于間歇測量℃海洋浮標(biāo)上的臭氧。

這項(xiàng)研究是一個(gè)極端的例子。在10-40℃的中等溫度條件下，精確測量所需的預(yù)熱時(shí)間為20分鐘或更短。