SPECTROMÈTRE A CHAMP OUVERT

OPS

Identifier et quantifier les composés gazeux à Champ ouvert et en temps réel

L'OPS est un système de télédétection active basé sur la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) qui permet de quantifier avec précision les composés gazeux même à de faibles concentrations, c'est-à-dire de l'ordre du ppb.

Les applications typiques de l'OPS comprennent la surveillance des clôtures, c'est-à-dire la quantification des composés gazeux le long de la limite de propriété d'un site industriel, comme une raffinerie ou une usine chimique. Il est également souvent utilisé pour la surveillance des émissions, par exemple des gaz fugitifs, des gaz d'échappement, des gaz agricoles et des émissions des feux de forêt. Veuillez également consulter la dernière section ci-dessous pour consulter des publications sélectionnées sur diverses applications de l'OPS.

 


Le principe de fonctionnement de l'OPS est le suivant :

Le rayonnement moyen infrarouge ( MIR) de la source lumineuse interne est modulé par un interféromètre et transmis via un télescope à un réseau de rétroréflecteurs qui est généralement placé à plusieurs centaines de mètres du spectromètre. Le rayonnement réfléchi est reçu par le même télescope et focalisé sur un détecteur.

Tous les composés gazeux actifs dans l'infrarouge entre le spectromètre et le réseau de rétroréflecteurs absorbent ce rayonnement MIR, ce qui induit des caractéristiques d'absorption caractéristiques dans le spectre IR mesuré. L'OPS identifie ces gaz et quantifie leurs concentrations moyennes en temps réel sur la base de l'analyse des signatures infrarouges dans le spectre d'absorption résultant.

Dispositif de mesure avec OPS.

Quantification sans étalonnage

L'OPS est exploité par le logiciel de télédétection OPUS RS/OPS. Similaire à notre logiciel d'analyse de gaz OPUS GA pour nos analyseurs multigaz de laboratoire, OPUS RS/OPS permet la quantification de plusieurs gaz sans nécessiter d'étalonnage par rapport aux gaz cibles. La quantification est basée sur un algorithme d'ajustement non linéaire unique qui ajuste un spectre de référence du composé cible au spectre mesuré. Les gaz interférents dans l'atmosphère sont pris en compte dans la procédure d'ajustement.

An example of air monitoring in an industrial area:
The temporal behavior of the methanol concentration (upper window, red datapoints) quantified by OPS along the beam path clearly shows values fluctuating from 60 to 120 ppb.
The measured spectrum corresponding to each datapoint of the timeseries above can also be investigated in detail. The lower window shows the measured spectrum (black) in the spectral range where methanol is quantified. This spectrum is already automatically corrected by the baseline and the absorptions of interfering compounds. The reference spectrum of methanol (red) agreed well with the measured one. Here, the spectrum from the measurement at 63 s is shown.

Création facile d'une nouvelle références

L'ajout de nouvelles références à la bibliothèque de composés quantifiés en temps réel pendant la mesure s'effectue en quelques clics dans le logiciel OPUS RS/OPS. L'utilisateur doit simplement sélectionner ces composés dans la bibliothèque de gaz quantitatifs disponible (comprenant plus de 350 composés) et configurer quelques paramètres pour créer la référence. Les mesures existantes peuvent être réanalysées avec les références nouvellement ajoutées à tout moment sans avoir à relancer la mesure.

 

Analyses rapides et haute résolution

L'OPS a une résolution spectrale supérieure de 1.0 cm-1, qui peut évoluer vers une résolution à 0.5 cm-1. Cette haute résolution spectrale facilite l'analyse de mélanges gazeux complexes caractérisés par de nombreuses signatures infrarouges superposées. De plus, la fréquence de mesure élevée allant jusqu'à 5 Hz à une résolution de 0.5 cm-1 permet d'étudier en temps réel les compositions de gaz en champ ouvert, même si elles évoluent rapidement.

 

Positionnement automatique pour couvrir plusieurs directions

Lorsque la surveillance de plusieurs directions est nécessaire, Bruker propose la tête panoramique motorisée qui peut être contrôlée et programmée avec précision dans OPUS RS/OPS pour pointer le spectromètre dans différentes directions où des réseaux de rétroréflecteurs individuels sont installés.

Applications OPS (publications sélectionnées)

Quantification de l'impact des restrictions liées à la pandémie de COVID-19 sur le CO, le CO2 et le CH4 au centre-ville de Toronto à l'aide de la spectroscopie à transformée de Fourier à trajectoire ouverte. Atmosphère (2021)

Émissions de méthane des bovins de boucherie mesurées à l'aide de techniques de modélisation par rapport au traceur et par dispersion inverse. Techniques de mesure atmosphérique (2021)

Quantification des émissions fugitives de gaz provenant d'un bassin de résidus de sables bitumineux à l'aide de mesures infrarouges à transformée de Fourier à champ ouvert. Techniques de mesure atmosphérique (2021)

Impacts sur la qualité de l'air de la fumée provenant des brûlages de réduction des risques et du chauffage domestique au bois dans l'ouest de Sydney. Atmosphère (2019)

Émissions d'ammoniac des véhicules mesurées en milieu urbain à Sydney, en Australie, à l'aide de la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier à trajet ouvert. Atmosphère (2019)9)

Caractérisation des émissions de gaz traces dans un port intermédiaire. Chimie et physique atmosphériques (2018)

Mesures à long trajet des polluants et micrométéorologie sur l'autoroute 401 à Toronto. Chimie et physique atmosphériques (2017)

Informations complémentaires

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