в Приложения

Организация самостоятельной работы

Приложение 9

Газоанализаторы

Газоанализаторы для инструментального контроля за концентрацией суммы углеводородов

В основу работы газоанализатора положен пламенно-ионизационный метод. Концентрация углеводородов в воздухе определяется по изменению тока пламенно-ионизационного детектора (ПИД), который увеличивается при введении в пламя водорода органических веществ.

Высокоомный измерительный преобразователь преобразует ток ионизации в выходное напряжение. Газоанализатор выполнен по двухканальной схеме. Поток анализируемого атмосферного воздуха делится на две равные части. На один ПИД, где регистрируется общая сумма углеводородов, анализируемый воздух поступает без изменений. Другая часть потока проходит через устройство разделения углеводородов, где происходит отделение метана от остальных углеводородов. Второй ПИД регистрирует только метан. Значение концентрации суммы углеводородов за вычетом метана получается как разность электрических сигналов с обоих датчиков.

Относительная чувствительность ПИД к некоторым углеводородам следующая:

Разброс значений чувствительности ПИД к различным углеводородам укладывается в погрешность газоанализатора. Вводя в газоанализатор поправочный коэффициент чувствительности, можно измерять суммарное содержание углеводородов за вычетом метана.

Автоматический газоанализатор для контроля за концентрацией диоксида серы

В основу работы данного газоанализатора  положен флюоресцентный метод. Сущность метода состоит в регистрации флюоресцентного излучения молекул диоксида серы, возникающего под действием ультрафиолетового излучения. Возбуждение молекул диоксида серы происходит в спектральной области 220-240 нм, выделяемой с помощью первичного светофильтра из спектра излучения импульсной ксеноновой лампы ИСК 20-1.

В спектральной области 220-240 нм молекулы воды и оксидов азота не влияют на флюоресценцию. Процесс возбуждения описывается формулой

SO2 + h υ1> SO*2,

где h постоянная Планка;

υ1 частота колебаний возбуждающего излучения.

Возбужденная молекула переходит в основное состояние после излучения кванта света:

SO*2 > SO2 + h υ2,

где υ2 – частота колебаний излучения при флюоресценции в диапазоне длин волн 200-400 нм.

Интенсивность излучения пропорциональна концентрации диоксида серы. Регистрация флюоресцентного излучения молекул диоксида серы производится с помощью фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) в спектральной области 260–370 нм, выделяемой вторичным светофильтром. Для уменьшения влияния засветки ФЭУ возбуждающим излучением, а следовательно, для уменьшения погрешности регистрация флюоресценции осуществляется под углом 90° к направлению возбуждающего излучения. Для компенсации фонового излучения газоанализатор данного типа должен работать в циклическом режиме. Периодически (через 30 с) производится поджиг лампы ИСК 20-1. При отсутствии поджига регистрируется только фоновый сигнал, возникающий за счет темнового тока ФЭУ; во время поджига  регистрируется фоновый сигнал ФЭУ и плюс сигнал флюоресценции. Разность сигналов дает информацию, свободную от погрешности, вызванной темновым током ФЭУ.

Градуируется газоанализатор с помощью встроенного микродозатора на основе термостатированной ампулы с жидким диоксидом серы (градуировочный газ) и атмосферного воздуха, очищенного от диоксида серы с помощью специального фильтра (нулевой газ). Вспомогательным, но необходимым узлом газоанализатора является осушитель газовой пробы. Влага, находящаяся в воздухе, вызывает частичное тушение флюоресценции, что приводит к снижению чувствительности прибора, а следовательно, к увеличению основной приведенной погрешности. Осушение газовой смеси происходит в диффузном осушителе.

Для обеспечения функционирования диффузного осушителя и создания необходимого расхода пробы, проходящей через реакционную камеру, в газовых трактах блока анализа разрежение около 400 гПа.

Разрежение поддерживается постоянным с помощью регулятора давления, входящего в состав блока. Диапазон измерения массовой концентрации 0-0,5; 0-1,5; 0-5,0 мг/м3.

Автоматический оптико-акустический газоанализатор для определения в воздухе оксида углерода

Диапазон измеряемых концентраций 0-40 мг/м3; 0-80 мг/м3. Оптико-акустический метод измерения оксида углерода основан на физическом принципе поглощения излучения в инфракрасном диапазоне длин волн с центром полосы поглощения 4,7 мкм в приемнике, представляющем собой замкнутую камеру, заполненную смесью оксида углерода с аргоном.

При поглощении в приемнике излучения, соответствующего спектру поглощения оксида углерода, возникает пульсация температуры и давления, которые воспринимаются микрофоном и преобразуются в электрический сигнал. Пульсации давления возникают вследствие модуляции излучения механическим обтюратором. При этом амплитуда колебаний пропорциональна содержанию оксида углерода в анализируемой газовой смеси.

Все значения концентраций отмечаются на диаграммной ленте с точностью до 1 мг/м3. Определение интервала времени с концентрацией оксида углерода выше ПДК производится по пикам, которые пересекают линию соответствующего значения ПДК. Для этого к пикам прикладывается палетка из прозрачной пленки.