德雷塞尔大学利用质量流量控制来表征臭氧生产
对流层空气污染物臭氧对人类健康构成严重威胁。它会损害肺部，加重慢性呼吸道疾病，并增加呼吸道感染的易感性。不幸的是，由于汽车和工业等来源持续排放臭氧前体，该国许多地区的臭氧浓度仍然被认为是不健康的。为了对抗这些高水平的大气臭氧，重要的是能够检测和精确定量臭氧水平并描述其在大气中的形成方式。
挑战：臭氧测量解决方案
臭氧不会直接释放到空气中，而是由空气中已排放的污染物之间发生化学反应而产生。专家们已经确定了其中一些污染物，包括挥发性有机化合物、一氧化氮、二氧化氮和过氧自由基。专家们通常使用光化学空气模型来模拟这些污染物浓度。虽然这些数学模型提供了有价值的信息，但关键过程的直接测量极大地有助于臭氧监管策略的制定。
解决方案：ECHAMP 技术，具有精确的质量流量控制
德雷克塞尔大学大气化学教授伍德博士正在开发一种新方法，可以更准确地量化大气中臭氧形成的速度。他的技术乙烷化学放大器 (ECHAMP) 是对现有化学放大过氧自由基测量技术的改进。与旧方法相比，ECHAMP 对用户来说更准确、更安全，对相对湿度的敏感性更低，并且不使用有毒气体。
ECHAMP 技术遵循几个基本步骤：
- ECHAMP 仪器将采样空气与一氧化氮和乙烷精确混合。
- 每个采样的过氧自由基产生 25 个二氧化氮分子。
- 根据二氧化氮分子的数量确定过氧自由基浓度。
- 使用该过氧自由基数据和其他支持测量来确定臭氧形成率。
环境空气、一氧化氮、氮气和乙烷必须以非常精确的流速流入 ECHAMP 室，以确保正确测量过氧自由基。Wood 博士决定使用 Alicat 质量流量控制器来满足 ECHAMP 技术的精确流量要求。在建造 ECHAMP 机器时，他使用了九个 Alicat 质量流量控制器来维持进出两个腔室的流量。
ECHAMP 设置中的艾里卡特质量流量控制器
这些控制器为 Wood 博士提供了精确 ECHAMP 测量所必需的几个重要优势：
- 高精度测量可达读数的 0.6%
- 30 毫秒响应时间
- 可控范围为满量程的0.1%至100%
- 可在 98 种可选气体之间切换
- 没有预热时间
ECHAMP 技术的未来计划
ECHAMP 技术的实用性已在美国各地的多次现场采样活动中得到证明。在印第安纳州的一次现场采样活动中，将 ECHAMP 的数据与其他过氧自由基测量技术的测量结果进行了比较，发现误差在可接受的范围内。
在现场采样活动中使用的 ECHAMP
在德克萨斯州的另一项研究中，根据 ECHAMP 数据确定的过氧自由基浓度用于表征圣安东尼奥地区周围不同地点的臭氧产生情况。这些结果发现，该地区的臭氧形成受到氮氧化物的限制，臭氧政策应重点关注这些污染物。
伍德博士希望继续使用 ECHAMP 技术来确定全国各地的臭氧生产率，因为这些实地研究的数据可用于更好地指导旨在减少臭氧污染的空气质量政策。