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HORIBA APMA-370 一氧化碳監(jiān)測(cè)儀：基于NDIR交叉調(diào)制技術(shù)的痕量CO連續(xù)監(jiān)測(cè)
更新時(shí)間：2026-04-09
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HORIBA（株式會(huì)社堀場(chǎng)制作所）成立于1953年，由堀場(chǎng)雅夫在日本京都創(chuàng)立，是的分析儀器制造商。公司早在1957年便推出了GA系列紅外線(xiàn)氣體監(jiān)測(cè)儀，由此開(kāi)啟了在氣體分析領(lǐng)域的技術(shù)積累。經(jīng)過(guò)七十余年的發(fā)展，HORIBA的業(yè)務(wù)覆蓋汽車(chē)研發(fā)、過(guò)程與環(huán)境監(jiān)測(cè)、體外醫(yī)療診斷、半導(dǎo)體生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域，在全球27個(gè)國(guó)家設(shè)有49家分公司。
在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，HORIBA的AP-370系列痕量氣體監(jiān)測(cè)儀是其超過(guò)50年空氣污染監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)結(jié)晶。該系列儀器基于痕量濃度氣體分析技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)從ppb級(jí)到ppm級(jí)的高精度連續(xù)分析，符合環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的法規(guī)要求。AP-370系列共包含五款專(zhuān)業(yè)機(jī)型，分別針對(duì)不同污染物的監(jiān)測(cè)需求：APNA-370（氮氧化物）、APSA-370（二氧化硫）、APOA-370（臭氧）、APMA-370（一氧化碳）以及APHA-370（碳?xì)浠衔铮Ｆ渲?，APMA-370是專(zhuān)門(mén)用于環(huán)境空氣中一氧化碳（CO）濃度連續(xù)監(jiān)測(cè)的痕量氣體分析儀。
APMA-370采用非分散紅外吸收法（Non-Dispersive Infrared，NDIR）作為基本測(cè)量原理。該原理基于CO分子對(duì)特定波長(zhǎng)紅外輻射的特征吸收特性——CO分子在4.67μm波長(zhǎng)附近具有強(qiáng)紅外吸收峰，其吸收強(qiáng)度與氣體濃度之間遵循Beer-Lambert定律。儀器通過(guò)比較樣品氣體與參比氣體對(duì)紅外能量的吸收差異，即可定量計(jì)算出樣氣中的CO濃度。
APMA-370在傳統(tǒng)NDIR技術(shù)的基礎(chǔ)上引入了交替流動(dòng)調(diào)制型紅外吸收技術(shù)。與常規(guī)NDIR儀器需要頻繁進(jìn)行光學(xué)校準(zhǔn)不同，該技術(shù)使得儀器無(wú)需進(jìn)行繁瑣的光學(xué)調(diào)整，從而獲得了高的穩(wěn)定性和靈敏度。
交叉調(diào)制（Cross Modulation）法是APMA-370實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的核心技術(shù)之一。該技術(shù)通過(guò)交替切換樣品氣路與參比氣路，使紅外光路中的氣體周期性變化，從而有效抵消光學(xué)系統(tǒng)和電子元件的漂移影響。交叉調(diào)制法的優(yōu)勢(shì)在于，即使光學(xué)部件存在緩慢的劣化或污染，測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性也不會(huì)受到顯著影響，這對(duì)于需要長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站尤為重要。
環(huán)境空氣中存在多種可能對(duì)CO測(cè)量產(chǎn)生干擾的成分，其中以水蒸氣（H?O）和二氧化碳（CO?）的干擾最為顯著。APMA-370采用了創(chuàng)新的AS型干擾補(bǔ)償檢測(cè)器來(lái)解決這一問(wèn)題。該檢測(cè)器配合流動(dòng)的參比氣體技術(shù)，通過(guò)將樣氣中的CO在催化劑作用下氧化為CO?，生成“零CO"的參比氣體。由于這一過(guò)程使用樣氣本身作為參比氣源，參比氣體與樣品氣體具有相同的水蒸氣、CO?等干擾背景，僅CO含量存在差異。因此，干擾成分對(duì)測(cè)量光路的影響被有效扣除，從而保證了CO測(cè)量的高精度和準(zhǔn)確性。
APMA-370在光學(xué)設(shè)計(jì)中采用了氣體濾波相關(guān)輪（Gas Filter Correlation Wheel, GFC）技術(shù)。該相關(guān)輪設(shè)有兩個(gè)氣室——一個(gè)充滿(mǎn)高濃度CO氣體的氣室和一個(gè)不含CO的空白氣室。高能量紅外光交替通過(guò)這兩個(gè)氣室，實(shí)現(xiàn)對(duì)CO特征吸收光譜的精密解析，有效排除了其他氣體成分對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。同時(shí)，APMA-370配置了長(zhǎng)達(dá)14米的有效光程，這一設(shè)計(jì)保證了即使在痕量濃度條件下也能獲得足夠的光吸收信號(hào)，顯著提升了儀器的低濃度檢測(cè)能力。
APMA-370配備獨(dú)立的內(nèi)部干法采樣裝置，這是其區(qū)別于傳統(tǒng)濕法采樣設(shè)備的重要特征。干法采樣能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)和即時(shí)分析處于未改變狀態(tài)的氣體，避免了濕法采樣中因溶解吸收或化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的氣體成分變化。由于無(wú)需化學(xué)試劑和復(fù)雜的預(yù)處理系統(tǒng)，干法采樣大大降低了儀器的維護(hù)要求，使其成為大氣污染監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的主流方法。此外，儀器采用恒定流量的臨界孔設(shè)計(jì)，并內(nèi)置壓力和溫度補(bǔ)償機(jī)制，進(jìn)一步保障了采樣流量的穩(wěn)定性和測(cè)量結(jié)果的可靠性。
APMA-370的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮了長(zhǎng)期運(yùn)行中的污染問(wèn)題。儀器沒(méi)有使用反射鏡等易于吸附外界雜質(zhì)的部件，從而有效避免了光學(xué)元件表面因雜質(zhì)附著而導(dǎo)致的信號(hào)衰減。這一設(shè)計(jì)使得光學(xué)系統(tǒng)能夠始終保持潔凈狀態(tài)，確保即使長(zhǎng)期連續(xù)使用也能向用戶(hù)提供穩(wěn)定可靠的監(jiān)測(cè)結(jié)果。
APMA-370的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求。表1匯總了該儀器的主要技術(shù)規(guī)格：
| 項(xiàng)目 | 規(guī)格參數(shù) |
|---|---|
| 測(cè)量原理 | 交替流動(dòng)調(diào)制型非分散紅外吸收技術(shù)（NDIR） |
| 測(cè)量對(duì)象 | 大氣中的一氧化碳（CO）濃度 |
| 標(biāo)準(zhǔn)量程 | 0-10/20/50/100 ppm；0-5/10/20/50 ppm（可自動(dòng)或手動(dòng)選擇量程，可遠(yuǎn)程切換） |
| 可選量程 | 0-200 ppm范圍內(nèi)4段量程，量程比10以?xún)?nèi) |
| 檢測(cè)下限 | ≤10 ppm量程：0.05 ppm（2σ）；>10 ppm量程：0.5% F.S.（2σ） |
| 重現(xiàn)性 | ±1.0% F.S. |
| 線(xiàn)性 | ±1.0% F.S. |
| 零點(diǎn)漂移 | ≤10 ppm量程：±0.1 ppm/天，±0.2 ppm/周；>10 ppm量程：±1.0% F.S./天，±2.0% F.S./周 |
| 量程漂移 | ±2.0% F.S./天，±3.0% F.S./周 |
| 響應(yīng)時(shí)間（T90） | 60秒以?xún)?nèi)（低量程） |
| 樣氣流量 | 約1.5 L/min |
| 環(huán)境溫度范圍 | 5–40℃ |
| 電源 | 100/110/115/120/220/230/240 VAC，50/60 Hz |
| 外形尺寸 | 430（寬）× 550（深）× 221（高）mm |
| 重量 | 約16 kg |
數(shù)據(jù)來(lái)源：綜合整理自產(chǎn)品技術(shù)資料
APMA-370的設(shè)計(jì)和制造嚴(yán)格遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)要求，獲得了多項(xiàng)認(rèn)證。該儀器符合JIS B 7951《大氣中一氧化碳自動(dòng)測(cè)量?jī)x》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的非分散紅外吸收法測(cè)量要求。在電磁兼容性方面，APMA-370符合EN 61326-1 B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（工業(yè)電磁環(huán)境）和BS EN 61326-1 B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，安全性滿(mǎn)足EN 61010-1要求，RoHS符合EN IEC 63000標(biāo)準(zhǔn)。此外，APMA-370還通過(guò)了TüV認(rèn)證（編號(hào)TüV936/21204643/B），符合EN 14626標(biāo)準(zhǔn)要求。
在等效方法認(rèn)證方面，美國(guó)EPA已將HORIBA APMA-370環(huán)境CO監(jiān)測(cè)儀列為參考等效方法，在20℃至30℃環(huán)境溫度范圍內(nèi)、滿(mǎn)量程固定測(cè)量范圍0-50 ppm、自動(dòng)量程切換關(guān)閉條件下運(yùn)行（等效編號(hào)RFCA-0506-158）。AP-370系列監(jiān)測(cè)儀同樣獲得了歐洲機(jī)構(gòu)和美國(guó)EPA的參考方法批準(zhǔn)。
APMA-370配備了大型LCD觸摸屏顯示器（117 mm × 88 mm），采用背光設(shè)計(jì)，測(cè)量值可顯示4位有效數(shù)字。用戶(hù)可通過(guò)觸摸屏直觀查看檢測(cè)值、當(dāng)前量程、報(bào)警狀態(tài)和維護(hù)畫(huà)面等信息。系統(tǒng)支持英語(yǔ)、德語(yǔ)、法語(yǔ)和日語(yǔ)四種語(yǔ)言，并具備密碼保護(hù)功能以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)。
APMA-370提供了豐富的數(shù)據(jù)管理和通信功能。儀器內(nèi)置存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)不同時(shí)間尺度的平均值、校準(zhǔn)歷史記錄和報(bào)警歷史記錄，并配有CF卡插槽用于擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量。在通信接口方面，儀器提供0-1V/0-10V/4-20mA模擬輸出（可輸出瞬時(shí)值、累積值或動(dòng)態(tài)平均值）、接點(diǎn)輸入/輸出、RS-232C串口，并可選配局域網(wǎng)和以太網(wǎng)通信端口。通過(guò)遠(yuǎn)程軟件，用戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的遠(yuǎn)程操作和數(shù)據(jù)采集。
APMA-370具備完善的報(bào)警和自診斷功能。系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)零點(diǎn)校正錯(cuò)誤、量程校準(zhǔn)錯(cuò)誤、催化劑精制器溫度異常、電源故障、氣路壓力錯(cuò)誤等多項(xiàng)狀態(tài)，并在異常發(fā)生時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。連續(xù)自檢功能確保儀器在無(wú)人值守狀態(tài)下能夠可靠運(yùn)行。
APMA-370已在全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中部署應(yīng)用。在韓國(guó)濟(jì)州島Gosan監(jiān)測(cè)站，APMA-370被用于CO和O?的聯(lián)合觀測(cè)，為研究東北亞地區(qū)污染物排放特征提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在玻利維亞Chacaltaya全球大氣觀測(cè)站，APMA-370在2011年至2020年期間持續(xù)運(yùn)行，用于測(cè)量0-50 ppm量程的環(huán)境空氣CO濃度。在國(guó)內(nèi)，衡水市生態(tài)環(huán)境局在其“十四五"細(xì)顆粒物與臭氧協(xié)同控制監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)能力建設(shè)項(xiàng)目中，采用了包括APMA-370在內(nèi)的AP-370系列多組分氣體分析儀，構(gòu)建了完整的環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。此外，在石油行業(yè)，TATWEER Petroleum公司接收的移動(dòng)式環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站中，也集成了AP-370系列監(jiān)測(cè)儀用于CO的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。
APMA-370是HORIBA AP-370系列中針對(duì)一氧化碳監(jiān)測(cè)的專(zhuān)業(yè)型號(hào)。該系列作為HORIBA多年大氣監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)結(jié)晶，在大氣痕量氣體監(jiān)測(cè)領(lǐng)域確立了可靠的技術(shù)地位。2024年，HORIBA發(fā)布了新一代AP-380系列分析儀，其中APMA-380作為APMA-370的技術(shù)升級(jí)型號(hào)，在繼承交叉調(diào)制NDIR原理的基礎(chǔ)上，將量程擴(kuò)展至0-300 ppm（六段可選），進(jìn)一步提升了產(chǎn)品的適用范圍和測(cè)量靈活性。APMA-370與APMA-380之間形成了清晰的產(chǎn)品代際關(guān)系，體現(xiàn)了HORIBA在大氣監(jiān)測(cè)儀器領(lǐng)域的持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新與迭代能力。
HORIBA APMA-370是一款技術(shù)成熟、性能可靠的大氣一氧化碳連續(xù)監(jiān)測(cè)儀。該儀器以非分散紅外吸收法為基礎(chǔ)測(cè)量原理，融合了交替流動(dòng)調(diào)制技術(shù)、AS型干擾補(bǔ)償檢測(cè)器、氣體濾波相關(guān)輪和長(zhǎng)光程光學(xué)設(shè)計(jì)等多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，有效解決了環(huán)境空氣中CO痕量測(cè)量的精度要求和干擾抑制難題。其內(nèi)部干法采樣設(shè)計(jì)降低了維護(hù)頻率，豐富的通信接口和自診斷功能滿(mǎn)足了現(xiàn)代化空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站對(duì)數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程管理的需求。APMA-370符合JIS、EN、EPA等多項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)要求，已在全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的大氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中得到實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證。作為HORIBA大氣監(jiān)測(cè)儀器產(chǎn)品線(xiàn)中的重要組成部分，APMA-370體現(xiàn)了該公司在痕量氣體分析領(lǐng)域深厚的技術(shù)積累，為環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)提供了可靠的技術(shù)解決方案。
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