Black Carbon Photometer™（BCP™）是一種堅(jiān)固，便攜式，高度準(zhǔn)確且經(jīng)濟(jì)的儀器，用于在污染的城市環(huán)境中測量大氣中的黑碳顆粒。BCP使用長距離光度測量的簡單直接技術(shù)，實(shí)時(shí)量化氣溶膠（氣相+顆粒）相中顆粒的總消光和質(zhì)量濃度。這種直接的方法避免了與當(dāng)前可商購儀器相關(guān)的偽影和其他問題，例如，的當(dāng)前的人體測量學(xué)技術(shù)，即使用過濾器對樣品進(jìn)行預(yù)濃縮以進(jìn)行分析。
2B BCP黑炭光度計(jì)的檢測單元采用折疊式管狀設(shè)計(jì)，這一創(chuàng)新使其可以快速沖洗（在樣品和參考測量之間快速切換是必需的）。因此，BCP具有很高的靈敏度，不需要在過濾器上進(jìn)行預(yù)濃縮，并且可以快速測量黑碳。吸收池被折疊以在狹窄的空間中提供較長的路徑長度（2.1米），從而使該儀器重量輕（?19磅/8.6千克），尺寸適合在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架安裝系統(tǒng)中使用。我們在《大氣測量技術(shù)》 （Birks et al。，AMT，11，2821-2835，2018）的同行評審出版物中描述了折疊式管狀設(shè)計(jì)，例如黑碳光度計(jì)中使用的一種。
2B BCP黑炭光度計(jì)用于直接測量由于兩種波長（405 nm和880 nm）下的顆粒物質(zhì)而導(dǎo)致的總消光（吸收+散射）。880 nm通道可用于計(jì)算黑碳質(zhì)量濃度。在較短的405 nm波長處的消光可能與給定位置的PM2.5憑經(jīng)驗(yàn)相關(guān)。
黑碳光度計(jì)對研究黑碳在空氣質(zhì)量和氣候中的作用的研究人員，以及對估算社區(qū)暴露風(fēng)險(xiǎn)感興趣的空氣質(zhì)量管理人員很有用。
美國2B Black Carbon Photometer黑碳光度計(jì),2B BCP黑炭檢測儀產(chǎn)品特點(diǎn)：
包含
美國2B Black Carbon Photometer黑碳光度計(jì),2B BCP黑炭檢測儀產(chǎn)品參數(shù)：
美國2B Black Carbon Photometer黑碳光度計(jì),2B BCP黑炭檢測儀產(chǎn)品特點(diǎn)：
- 通過直接測量兩個(gè)波長（880 nm和405 nm）處的微粒的消光，可以實(shí)時(shí)測量包括黑碳和PM2.5在內(nèi)的微粒物質(zhì)
- 直接方法無需在過濾器上預(yù)濃縮樣品，從而避免了相關(guān)的偽影
- 低功耗（預(yù)熱后平均約為16瓦）
- 輕巧（?19.2磅，8.7千克），標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架安裝尺寸
- 長壽命泵（約15,000小時(shí)）
- 觸摸屏
- 內(nèi)部數(shù)據(jù)記錄器容量：10 GB
- USB端口用于便攜式數(shù)據(jù)記錄
- 串行和用戶縮放的模擬電壓輸出
- 方便的用戶界面，通過觸摸屏或串行接口連接到微處理器，包括校準(zhǔn)參數(shù)（增益和零）和質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù)
- 可選的10 s測量時(shí)間或1 min，5 min和1 hr的數(shù)據(jù)平均時(shí)間
- 內(nèi)置歸零功能
- 幾乎不需要技術(shù)維護(hù)，并且適合在現(xiàn)場條件下連續(xù)運(yùn)行（能夠使用電池供電）
包含
- 黑碳光度計(jì)
- 2.5A電源適配器（2.5 amp，100-240 VAC至12 VDC），帶精選電源線
- 串行端口電纜（9PinF-9PinF）
- USB記憶棒操作手冊
- 校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和NIST可追溯的校準(zhǔn)證書
- 儀器出生證明
- 一年保修
美國2B Black Carbon Photometer黑碳光度計(jì),2B BCP黑炭檢測儀產(chǎn)品參數(shù)：
| 測量原理 | 在405 nm和880 nm處直接消光 |
| 測量輸出 | 405和880 nm處的消光（Mm -1）880 nm處的 質(zhì)量濃度（µg m -3） |
| 線性動態(tài)范圍 | 0-10,000 Mm -1（在880 nm下為?0-1300 µg m -3 |
| 解析度 | 0.1 Mm -1（0.1 µg m -3） |
| 精度 （10秒測量，1σrms噪聲） | 405nm：4.1Mm -1；0.7 Mm -1和 880 nm 自適應(yīng)濾波器：2.8 Mm -1 ; 帶有自適應(yīng)濾光片的0.5 Mm -1 （0.35 µg m -3；帶有自適應(yīng)濾光片的0.07 µg m -3） 880 nm，平均1小時(shí)：0.018 µg m -3 |
| 準(zhǔn)確性 | 大于2 Mm -1或讀數(shù)的2％ |
| 檢出限（2σ） | 405 nm：<1.6 Mm -1（帶有自適應(yīng)濾光片） 880 nm：<1.1 Mm -1（帶有自適應(yīng)濾光片） 880 nm，1小時(shí)平均值：0.036 µg m -3 |
| 流量 | 1.3 L min -1（最?。?.0 L min -1 ;1.6 L min -1） |
| 測量頻率 | 0.1 Hz（每10秒一次） |
| 平均時(shí)間 | 10 s，1分鐘，5分鐘，1小時(shí) |
| 響應(yīng)時(shí)間，步進(jìn)變化的100％ | 自適應(yīng)濾波器20秒10秒平均30秒 |
| 內(nèi)部數(shù)據(jù)記錄器容量 | 10 GB，> 3.2年的10秒數(shù)據(jù) |
| USB用于便攜式數(shù)據(jù)記錄 | 是 |
| 壓力單位 | 毫巴 |
| 溫度單位 | °C |
| 修正了T和P | 用戶選擇 |
| 工作溫度范圍 | 5至45°C |
| 運(yùn)營壓力 | 600-1000毫巴 |
| 電源要求 | 直流11-14 V或交流120/240 V，12 V時(shí)1.3 A，運(yùn)行期間平均?16瓦 |
| 尺寸 | 機(jī)架安裝：17英寸（寬）x 14.5英寸（深）x 5.5英寸（高）（43 x 37 x 14厘米） |
| 重量 | 約1.9.2磅（8.7千克） |
| 用戶界面 | 觸摸屏或串行 |
| 數(shù)據(jù)輸出 | RS232; 405和880 nm消光的0-2.5 V模擬輸出; USB驅(qū)動器 |
| 數(shù)據(jù)傳輸波特率 | 2400 |
| 輸出范圍 | 用戶在比例因子菜單中定義 |
| 長壽命泵 | 是：15,000小時(shí) |
| 流量計(jì) | 是 |
| 內(nèi)置自動歸零功能 | 是 |
操作理論
下圖是黑碳光度計(jì)的簡化示意圖。氣泵以?1.0-1.6 L / min的流速連續(xù)抽取樣品空氣通過儀器及其光學(xué)檢測池。參考閥交替旁路或通過PTFE微粒過濾器（下面標(biāo)記為＃1的微粒過濾器）傳送樣品空氣，該過濾器除去了樣品中的所有微粒，因此允許在沒有微粒（I o）和不存在微粒的情況下交替測量光強(qiáng)度。顆粒物的存在（I）。然后使用比爾-朗伯定律從I和I o計(jì)算顆粒消光（B ext）：B ext
= 1 / L ln（I o / I）
在這里，L是路徑長度（2.1 m）。
顆粒消光是兩個(gè)因素的總和：氣溶膠吸收和散射。在黑碳光度計(jì)的較長波長（880 nm）處，吸收是消光的重要因素。在污染的城市空氣中，儀器在880 nm處的響應(yīng)主要?dú)w因于黑碳的吸收。在儀器的較短波長（405 nm）處，散射占主導(dǎo)地位，儀器響應(yīng)更能指示總氣溶膠濃度。
