从化学发光到量子激光：HORIBA如何重塑氮氧化物监测的技术边界

在半导体制造车间内，一台比家用冰箱还小的设备正以每秒5组数据的速度，同时监测着28种不同的废气成分，而这一切在十年前需要一个房间的仪器才能完成。

HORIBA APNA-370能够检测低至0.5 ppb的氮氧化物浓度，这个数值比一粒盐溶解在一个标准游泳池中的浓度还要低一千倍。

01 行业挑战：氮氧化物监测的复杂性演进

氮氧化物作为主要大气污染物，不仅会形成光化学烟雾和酸雨，还直接影响人体健康。随着环保标准不断升级，氮氧化物监测面临着的技术挑战。

现代排放测试环境需要同时应对多种新型污染物，如欧7和国7法规新增的NH₃、N₂O等非常规污染物，传统单一检测器已无法满足需求。

排放监测场景也日益复杂，从传统的固定监测站拓展到实际道路行驶排放测试，设备需要在剧烈振动和温度变化下保持数据精度。

“台设备能否同时测量多种污染物？"成为行业亟待解决的技术难题。

02 技术革新：三大技术路径的演进对比

HORIBA的技术演进呈现出清晰的阶梯式发展路径，从成熟的化学发光法到创新的激光光谱技术，每一步都对应着不同的应用场景和性能需求。

化学发光法（CLD） 作为成熟技术，在APNA-370中采用双向交替流动调制设计，实现了单检测器同时对NO、NO2和NOx的连续监测。该技术检测下限可达0.5 ppb，响应时间在120秒以内。

量子级联激光（QCL） 技术则代表了新突破。MEXA-ONE-QL-NX分析仪将基于量子级联技术的光源与高精度调整的双路径池相结合，能够直接、同时实时测量NO、NO2、N2O和NH3四种成分。

IRLAM™技术 是HORIBA自主创新的红外气体测量方法，实现了低干扰、低噪声的测量，同时兼具高灵敏度和宽量程的特性。

下面的表格展示了这三大技术路径的核心特征：

03 系统集成：FTIR技术的全面突破

HORIBA FTX-ONE-CS/RS系列直接将多组分同步监测推向全新高度，基于傅里叶变换红外光谱技术，形成了“多组分同步检测、无稀释直接测量、全程高温防凝、高速响应"四大优势。

这一突破性系统能够同步测量28种废气组分，覆盖常规污染物到非常规污染物及VOCs，实现了真正意义上的全谱分析。相比传统方案需要搭配5-6台设备的繁琐配置，FTX-ONE系列只需一台设备即可完成，节省了约70%的实验室空间。

系统的直接测量和全程高温设计有效解决了传统稀释法导致的易凝组分损失问题。采样管线、光学池全程加热至113℃±6℃或191℃±6℃，适配重型柴油机、船舶发动机等高温高湿排放场景。

04 设计创新：小型化与智能化的双重突破

HORIBA在仪器设计上同样展现出革命性思维。ENDA-600ZG系列烟气监测系统采用直接触摸式显示屏，界面友好，易于操作，其体积缩小至旧机型的50%。

紧凑化设计背后的技术创新令人印象深刻：分析仪将多个单元整合成一个紧凑系统，相比传统系统减少了约50%的管子和管道数量，同时功耗大幅降低。

在智能化方面，FTX-ONE-CS/RS采用了自适应基线校正算法，能自动消除环境温度、压力变化对光谱基线的影响。内置交叉干扰校正模型，针对28种组分的光谱重叠区域进行算法补偿，确保低浓度组分测量准确。

维护优化也是设计创新的重要体现。APNA-370配置了具有自动循环功能的干燥单元，为臭氧发生器提供干燥空气，使长期连续监测成为可能。

05 场景适配：从固定站到移动测试的全覆盖

HORIBA的氮氧化物监测技术已形成完整的产品矩阵，能够覆盖从环境空气监测到发动机研发的全场景需求。

环境空气质量监测 是APNA-370的主要应用领域。这款仪器适用于城市空气质量监测站、背景站和区域站等场景，其高灵敏度特性能够精确监测环境空气中低浓度的氮氧化物。

发动机与后处理系统研发 则是MEXA-ONE系列的专长领域。随着欧7/VII和国7等下一阶段排放法规的实施，对N2O和NH3等组分的监测需求日益增加，而MEXA-ONE系列正好满足了这些新兴需求。

实际道路排放测试 要求设备具备便携性和抗干扰能力。MEXA-ONE系列能够在受控和实际环境中均大限度减少测量误差，集成HORIBA的IRLAM™技术具有的抗振动和温度变化稳定性。

06 前沿探索：可持续发展与技术融合

HORIBA正在将氮氧化物监测技术拓展至更广阔的应用领域。在半导体制造领域，公司推出的非接触式化学浓度监测仪CS-900采用吸收光谱原理，能够直接、稳定地测量化学物质浓度。

支持碳中和燃料分析成为新的技术方向。MEXA-ONE系列已能支持来自氢、氨等碳中性燃料高含水量尾气的分析，有助于推动下一代移动出行技术的发展。

值得一提的是，HORIBA甚至将监测技术应用于特殊科研场景，如测量牛打嗝产生的甲烷和二氧化碳等特殊场景，展现了技术应用的广泛可能性。

一辆搭载MEXA-ONE系列设备的测试车辆正行驶在山区公路上，系统以每秒5次的频率采集排放数据，实时分析多达28种污染物浓度。与此同时，城市另一端的空气质量监测站里，APNA-370正以0.5ppb的精度记录着空气中氮氧化物的微小变化。

这些看似独立的监测节点，通过数据网络连接在一起，正构建着一张覆盖从固定源到移动源、从传统燃料到新能源的全面氮氧化物监测网络。