HORIBA（株式会社堀场制作所）是全球领先的分析与测量仪器制造商，在大气环境监测及温室气体分析领域拥有深厚的技术积累。APCA-370 是 HORIBA 推出的一款高灵敏度环境空气二氧化碳（CO₂）连续自动监测仪，为池田屋原装进口产品。该仪器采用非色散红外吸收法（NDIR），具备高精度、高稳定性及低维护量的特点，专门用于环境空气中 CO₂ 浓度的实时在线监测，适用于城市环境空气质量监测站、温室气体背景站、工业园区、农业生态站及室内空气质量监测等场景。
APCA-370 是 HORIBA AP-370 系列中的重要成员，与 APSA-370（SO₂）、APNA-370（NOx）、APMA-370（CO）、APOA-370（O₃）等型号共同构成完整的环境空气质量监测解决方案。该仪器完全满足世界气象组织（WMO）全球大气监视网（GAW）对 CO₂ 监测的性能要求，并可溯源至 WMO/IAEA 国际标准。
二、技术参数
1. 基本规格
产品型号：APCA-370
品牌：HORIBA（堀场）
产品名称：环境二氧化碳监测器（环境空气 CO₂ 连续监测仪）
测量原理：非色散红外吸收法（NDIR）+ 气体滤波相关（GFC）技术
测量组分：二氧化碳（CO₂）
测量范围：
标准量程：0-100/200/500/1000/2000 ppm（多量程自动切换）
可选低量程：0-20/50/100 ppm（适合清洁背景站）
可选高量程：0-5000/10000 ppm（适合污染源周边或农业温室）
最低检出限：≤ 0.5 ppm（500 ppb）
零点噪声：≤ 0.2 ppm RMS
量程噪声：≤ 0.5% FS（满量程）
零点漂移（24小时）：≤ ±0.5 ppm
量程漂移（24小时）：≤ ±0.5% FS
响应时间（T90）：≤ 60 秒（从采样入口至显示值达到最终值的 90%）
线性度：≤ ±1% FS
重复性：≤ ±0.5% FS 或 ≤ 0.5 ppm（取较大值）
采样流量：约 0.8 L/min
2. 光学系统规格
光源：高性能红外光源（陶瓷型，带镀金反射面）
检测器：半导体热电冷却 PbSe（硒化铅）或 LiTaO₃（钽酸锂）热释电检测器
光路长度：约 20 ~ 30 cm（长光路气室，提高灵敏度）
滤波相关技术：内置 CO₂ 气体滤光轮（含高浓度 CO₂ 气体的滤光池与空白池交替切入光路）
干扰抑制：
参考光路：双光路差分设计，扣除气溶胶散射及光源老化影响
3. 气路与预处理系统
4. 电气与环境规格
电源：AC 100~240V ±10%，50/60Hz
功耗：约 150 VA（含内置泵、干燥器及光源恒温）
模拟输出：0-1V，0-5V，0-10V，4-20mA（可选）
数字输出：RS-232C，RS-485（Modbus RTU），以太网（标配）
接点输出：浓度上限报警、仪器故障报警、维护请求、量程识别等
工作温度：5℃ ~ 40℃
工作湿度：0 ~ 90% RH（无结露）
存储温度：-20℃ ~ 60℃
海拔：≤ 2000m
5. 物理尺寸与重量
6. 校准与标准气
校准方式：两点或三点校准（零点 + 量程点）
标准气要求：CO₂/氮气混合气（NIST 或 WMO 可溯源），建议浓度约为 80% 满量程
零气要求：高纯氮气（≥ 99.999%）或经 CO₂ 涤除器（如碱石灰）净化的空气
校准频率：建议每周一次量程校准，每半年进行一次多点线性验证
7. 智能特性
自动调零：内置电磁阀，可编程自动通入零气进行零点校准
自动量程切换：浓度升高时自动切换至更大量程，避免超量程失测
触控显示屏：7 英寸彩色触摸屏，实时显示 CO₂ 浓度、趋势图及诊断参数
数据存储：内置 2GB 存储，可保存超过 1 年的分钟均值数据（含 CO₂ 浓度、大气压、流量等）
远程诊断：支持以太网远程查看光源强度、检测器信号、气室压力、温度、流量等关键参数
大气压补偿：内置气压传感器，自动将测量值修正到标准大气压（1013.25 hPa）
三、主要用途
APCA-370 二氧化碳监测器广泛应用于以下场景：
1. 城市环境空气质量监测站
在城市空气站中，CO₂ 虽不属于 GB 3095 规定的六项常规污染物，但作为主要温室气体，其监测需求日益增加。APCA-370 可用于：
温室气体本底监测：评估城市 CO₂ 浓度水平及季节变化
交通源贡献评估：识别车流量高峰与 CO₂ 浓度峰值的关系
碳减排效果评价：对比政策实施前后的 CO₂ 浓度变化趋势
2. 全球大气本底站
在世界气象组织（WMO）全球大气监视网（GAW）站点（如瓦里关、上甸子、临安等），APCA-370 可满足：
3. 工业园区与碳捕集项目
碳捕集、利用与封存（CCUS）监测：在 CCUS 项目周边监测 CO₂ 泄漏
化工园区：甲醇、合成氨、乙烯等装置排放大量 CO₂，厂界监测评估碳排放
垃圾填埋场：厌氧分解产生 CO₂（填埋气主要成分），监测覆盖率及逸散
4. 农业与生态研究
农田碳排放研究：监测土壤呼吸释放的 CO₂ 通量（需配合涡度相关系统）
温室大棚：监测温室 CO₂ 浓度，指导通风及气肥补给（CO₂ 浓度可设定为 800~1000 ppm 促进光合作用）
森林/草地碳汇研究：监测冠层上方 CO₂ 浓度梯度，计算净生态系统交换量
5. 室内空气质量监测
地下室/密闭空间：人员密集、通风不良时 CO₂ 浓度可快速升至 2000 ppm，引起昏沉、头痛。APCA-370 用于长期监测及联动新风系统。
学校/办公室/医院：按 ASHRAE 标准，室内 CO₂ 宜 < 1000 ppm。APCA-370 可用于室内空气质量评价及智能通风控制。
地下停车场：汽车尾气中 CO₂ 浓度高，监测以确认通风量。
6. 博物馆与档案馆
CO₂ 浓度过高会加速文物（尤其是纸张、纺织品）的酸化老化。APCA-370 可用于温湿度独立控制外的 CO₂ 监测。
7. 饮料与食品行业
8. 火车/地铁/飞机舱内
9. 科研与高校实验室
四、产品特点
1. 气体滤波相关（GFC）技术消除干扰
APCA-370 采用 GFC 技术，通过旋转滤光轮交替充满高浓度 CO₂ 的气体滤光池与空白池，差分计算后仅对 CO₂ 的红外吸收敏感，彻底消除 H₂O 及 CO 的交叉干扰，保证在高湿度或高 CO 环境下的准确性。
2. 长光路气室提高灵敏度
采用折叠式长光路气室（有效光程 20~30 厘米），增强低浓度 CO₂ 的红外吸收信号，在环境背景浓度（约 400~420 ppm）下仍保持高信噪比，零点噪声 ≤ 0.2 ppm。
3. 优异的长期稳定性
精密恒温控制（光源、气室、检测器温度波动 ≤ ±0.1℃）配合自动零点校准，24 小时零点漂移 ≤ ±0.5 ppm，量程漂移 ≤ ±0.5% FS，每年只需 2~4 次校准即可满足精度要求，适合无人值守的本底站。
4. 双光路差分设计
一路测量样气吸收信号，另一路测量经 CO₂ 涤除器的参比信号，扣除因光学窗口污染、光源老化、气溶胶散射带来的基线漂移，进一步提高长期稳定性。
5. 智能自诊断与远程维护
7 英寸触控屏实时显示红外光源强度、检测器信号、气室温度/压力、样气流量等诊断参数。当光源老化或气室污染时，仪器主动提示维护。通过以太网远程访问，工程师可提前预判故障。
6. 内置渗透干燥管
Nafion 干燥管选择性将水汽迁移至干燥吹扫气，除湿的同时不损失 CO₂，避免了传统冷凝除水对 CO₂ 的吸附/溶解损失，特别适合高湿度样气（如热带雨林站、湿地站）。
7. 大气压自动补偿
内置高精度气压传感器，将测量的 CO₂ 摩尔分数自动修正到标准大气压（1013.25 hPa），消除海拔及天气变化引起的误差，确保数据可比性。
8. 符合 WMO/GAW 数据质量目标
APCA-370 经过严格测试，其短期重复性、长期漂移、标准气斜率等指标满足 WMO 对全球本底站 CO₂ 监测的实验室间比对要求（典型目标 < 0.1 ppm）。
五、安装与使用注意事项
采样高度：环境空气 CO₂ 监测的采样口通常高度为 3~10 米，避开局部排放源（如道路、排气口、人员呼吸区）。
采样管路：必须使用 PTFE、PFA 或硼硅玻璃管路，避免使用橡胶或硅胶管（对 CO₂ 有吸附/透过性）。管路应尽可能短（< 5 米），并保持温度高于环境露点，防止水汽凝结。
零气要求：零点校准需使用高纯氮气（≥ 99.999%）或经碱石灰及活性炭净化的空气（确保不含 CO₂ 及碳氢化合物）。
量程气：校准用标准气应为 CO₂/氮气混合气（NIST 或 WMO 可溯源），钢瓶需经特殊处理（内壁涂层防止吸附）。建议使用与待测浓度相近的标气（如 400 ppm 及 800 ppm）。
干燥管维护：Nafion 干燥管寿命约 2~3 年，若除湿效率下降（样气露点升高），需更换。干燥管需使用纯净反吹气（干燥压缩空气或氮气）。
过滤器更换：每月检查采样入口 PTFE 滤膜，污染严重（由白变黑）时更换。
仪器比对：建议每年参加 WMO 组织的实验室间比对活动（如 Central Calibration Laboratory, NOAA/ESRL），验证数据准确性。
六、总结
HORIBA APCA-370 是一款由池田屋提供的原装进口环境空气二氧化碳连续自动监测仪，采用非色散红外吸收法结合气体滤波相关技术（NDIR + GFC）。关键技术参数：测量范围 0-100~2000 ppm（多量程），最低检出限 ≤ 0.5 ppm，零点噪声 ≤ 0.2 ppm，零点漂移 ≤ ±0.5 ppm/24h，量程漂移 ≤ ±0.5% FS/24h，响应时间 ≤ 60 秒。仪器采用长光程气室、内置渗透干燥管、双光路差分、大气压自动补偿及自动调零/自动量程切换功能，具备高灵敏度、优异长期稳定性和低维护量。
APCA-370 主要应用于城市空气质量监测站（温室气体扩展参数）、全球大气本底站（WMO/GAW）、工业园区及碳捕集项目、农业与生态碳通量研究、室内空气质量（新风控制）、博物馆文物保护及科研实验室等场景。凭借其高精度、抗干扰能力及智能自诊断特性，APCA-370 成为环境 CO₂ 连续监测及温室气体研究的理想工具。
