背景简介：

稳定同位素的测定广泛应用于多种研究项目中，而其�?sup>13C/¹²C，D/H咋�sup>18O/¹⁶O比率的研究则可以广泛应用在生态学、水文水利、碳循环、植物水分利用、气候变化等研究方向。也正因为此，同位素比质谱仪等设备得到了广泛的应用。然而同位素比质谱仪存在以下几个方面的不足：①环境条件要求稳定一致，因此无法应用在野外研究，从而造成了数据代表性和滞后性的问题；②无法进行连续测定，从而无法实时了解同位素比率的动态变化；③仪器成本非常高，操作与运行成本也给科学家应用其进行广泛的研究带来了困难、�/p>

为了解决以上问题�?994年美国LGR公司**研发了激光分析仪，解决了低浓度气体无法测定的难题。此后又将该技术应用于同位素研究，在世界上**次推出了激光同位素分析仪，在经过室内和野外的长期测试之后，技术上取得了很大的突破，并将气体测量频率提高到�? Hz，从而基本解决了气体同位素的连续同时监测的技术难题，为这方面的研究奠定了坚实的基础。可以预见，在仪器设备与技术改进的同时，该领域的科学研究也将取得长足的进步与突破、�/p>

主要特点９�/u>

传统的气体分析技术往往采用红外吸收光谱技术，利用CO₂和H₂O对红外线的吸收比例来决定气体的浓度（例如Li-cor公司的Li-7000气体分析仪、PP公司的EGM-4多气体分析仪）。其测量的准确度更多的受红外线的光路长短所决定（光路越长，红外线被气体吸收的强度就越大），25 cm的光路已经足够达�?%的测量准确度。这些分析技术对于测量CO₂（大气浓�?60~400 ppm）和H₂O（大气浓�?~20 ppt）等浓度比较高的气体是足够的。在测量CH₄、CO以及同位素气体时，我们可以选择的方法是极大的加长光路，由于痕量气体浓度非常低（经常�?~2 ppm左右，甚至低�? ppm），要想同样取得1%的准确度甚至需要几千米的光路长度才能积累到足够的吸收强度。然而由于红外线色散比较大（即使所谓非色散的红外分析仪也是如此），如此长的吸收光路显然无法实现，尤其是为了实现这样长的光路，我们往往要采用光学镜面进行上千次的反射，才能达到减小仪器尺寸的目标，采用色散严重的红外线显然无法实现这一目标、�/p>

激光光源由于存在色散小、稳定和发射损失少的优点，成为痕量气体测量的**技术。LGR首先采用了空腔衰荡光谱技术（CRDS）来设计激光分析仪。在经过长期测试之后，发现其存在噪声大、漂移、稳定性差以及环境条件要求高等问题（尽管其也存在成本低、设计难度小等优点），因�?终研发了离轴积分光腔输出光谱技术（OA-ICOS），以改进其精度和野外测量的稳定性、�/p>

OA-ICOS利用一个精细的光腔作为吸收室，可有效的捕获激光光子，使之在离开光路室前，通过高效反射镜上千次的反射后，有效光路长度达几千米。因此当它通过光腔时，光吸收明显增强。例如，2个间距为25 cm�?9.99%反射镜组成光路，有效路径长度�?500 m。路径长度仅取决于光腔中的光的损耗，而不是依靠某一独特光束轨道，便于野外稳定操作。与传统的调谐激光吸收光谱方法一样，激光的波长被调节以选择目标气体的吸收波段，然后记录吸收光谱，结合气体温度、压力、有效光路长度来计算目标气体浓度，而不需要进行外部校准、�/p>

在单点同位素气体测定无法满足实验需求的情况下，增加多路气体测定配件，从而实现多点气体采集测量以及垂直梯度的廓线测量。同时系统还考虑了进气口气体冷凝、多路采集的时滞和数据采集与集成与整合等问题、�/p>

CCIA性能指标９�/u>

重复�?/strong>/精度�?���?0� / 5分钟）：

��¹³C�?.2� / 0.1�?/p>

��¹⁸O�?� / 1�?/p>

[¹²CO₂]�?00 ppb / 50 ppb

[¹³CO₂]�? ppb / 3 ppb

[CO¹⁸O]�? ppb / 0.5 ppb

[H₂O]�?00 ppm / 50 ppm

测量速度９�/strong>

所有参数测量频率均能达�? Hz

测量范围（全量程线性，满足所有技术指标）９�/strong>

CO₂�?00 ~ 25000 ppm

H₂O�?000 ~ 60000 ppm

可选测量范围：

CO₂�? ~ 50000 ppm

H₂O�? ~ 70000 ppm，无冷凝

响应时间９�/strong>

1秒（流速响库�6秒需要配置可选外置泵（�/p>

**漂移＇�/strong>1小时平均，标准温度压力，24小时）：

��¹³C: < 0.5�?/p>

WVIA性能指标９�/u>

重复�?/strong>/精度�?���?0 �?100秒）９�/p>

��²H�?.5� / 0.2�?/p>

��¹⁷O�?.15� / 0.05‰（model 911-0034（�/p>

��¹⁸O�?.15� / 0.05�?/p>

[H₂O]�?.2% / 0.07%

**漂移＇�/strong>15分钟平均，标准温度压力，24小时（�/strong>

��²H�?.8�?/p>

��¹⁷O�?.2‰（model 911-0034（�/p>

��¹⁸O�?.2�?/p>

[H₂O]�?.1%

测量速率９�/strong>

*快可�? Hz�? Hz可定制）

准确度：

不确定�? 0.1%（连接WVISS（�/p>

测量范围９�/strong>

1000 ~ 60000 ppm，非冷凝（小�?00 ppm可定制）

系统指标９�/u>

环境条件９�/strong>

样品温度�?20~50 ℂ�/p>

操作温度�?~45 ℂ�/p>

环境湿度�?~100% RH，无冷凝

温度控制精度９�/strong>

0.003 ℂ�/p>

压力控制精度９�/strong>

0.001 torr

输出９�/strong>

数字（RS 232）、以太网、USB

电力需汁�/strong>９�/strong>

115/230 VAC�?0/60 Hz�?50 W+200 W

尺寸与重量：

二氧化碳同位素分析仪�?7.9cm（H）x 96.5cm（W）x 55.9cm（D），50 kg

水汽同位素分析仪（台 式）�?7.9cm（H）x 96.5cm（W）x 55.9cm（D），40 kg

水汽同位素分析仪（机架式）：35.6 cm（H）x 48.3 cm（W）x 61 cm（D），36 kg

订货信息９�/u>

型号＇�/strong>Model）：

912-0003（台 式，��¹³C� ��¹⁸O� CO₂� H₂O（�/p>

912-0004（台 式，��²H� ��¹⁸O� H₂O（�/p>

911-0004（机架式�?#948;²H� ��¹⁸O� H₂O（�/p>

912-0034（台 式，��²H� ��¹⁷O� ��¹⁸O� H₂O（�/p>

911-0034（机架式�?#948;²H� ��¹⁷O� ��¹⁸O� H₂O（�/p>

可选附件：

1.908-0003-9001或MIU-377-16�?6道多路器

2.908-0003-9002或MIU-374-8�?道多路器

3.908-0001-9011：N940 真空泵（气体更新时间1秒）

4.907-0005-9002：动态稀释系统，可自动进行稀释并扩展量程100倌�/p>

5.908-0005-9002：间断注入系统，可通过手动进样，测量气袋内样品

6.904-0002：数据采集软件（包含USB/RS 232线缆），可记录并同步多台LGR分析仪或者其他设备（如GPS、风速计等）输出的数�?/p>

制造商９�/u>

美国Los Gatos Research