Озон концентрациясын өлшеу құралдары және әдістері
Ozone monitor
Озонды бақылау құрылғылары ауадағы озон деңгейін өлшейді. FRM, FEM сияқты әдістермен NAAQS стандарттарын тексеруге көмектеседі. Қоршаған ортаны сақтауға маңызды!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Озонды бақылау құрылғысы – ауадағы озон концентрациясын өлшейтін электрондық жабдық. Бұл құрал өнеркәсіптік қолданыстар үшін озон деңгейін бақылауға немесе жер бетіндегі қоршаған ортадағы озон мөлшерін анықтауға, сондай-ақ осы деңгейлердің Ұлттық ауа сапасы стандарттарын (NAAQS) бұза ма екенін анықтауға қолданылуы мүмкін. Озонды бақылаудың әртүрлі әдістері ондаған жылдар бойы пайдаланылып келеді, олардың ең белгілі және жиі қолданылатындары – Федералды анықтамалық әдіс және Федералды теңдестірілген әдіс.
An ozone monitor is electronic equipment that monitors for ozone concentrations in the air. The instrument may be used to monitor ozone values for industrial applications or to determine the amount of ambient ozone at ground level and determine whether these values violate National Ambient Air Quality Standards (NAAQS). Different types of ozone monitoring methods have been used throughout the decades, the two most notable and common methods being the Federal Reference Method and the Federal Equivalent Method.
Федералды анықтамалық әдіс
Федералды эталондық әдіс (FRM) – 1970 және 1980 жылдары АҚШ-тың барлық аймақтарында қолданылған ауадағы озон концентрациясын өлшеудің алғашқы әдісі. Ол газ фазасындағы этиленнің химиялық люминесценциясы немесе ET CL деп белгілі. Озон мөлшері монитор маңындағы ауаның, монитор ішіндегі этиленмен реакцияға түсуі нәтижесінде өлшенеді. 2015 жылдан бастап, EPA азот оксидінің химиялық люминесценциясын немесе NO CL пайдаланатын FRM-нің қосымша түрін енгізді. Ол ET CL түрімен бірдей принципте жұмыс істейді, бірақ этилен газының орнына азот оксиді қолданылады. FRM көбінесе су буының әсерінен бұрмаланған нәтижелерге алып келгендіктен, қолданудан шығарылып, ультракүлгін сәулелерді сіңіруді пайдаланатын Федералдық балама әдіспен алмастырылды. Дегенмен, FRM кейде қолданыла береді, себебі Федералдық балама әдіс сынап, күкірт диоксиді, көмірқышқыл газы, ұшқыш органикалық қосылыстар (VOC) және басқа да ластаушы заттардың жоғары концентрациясынан бұрмалануы мүмкін. Бір цикл ішінде озонды бақылау құрылымы ауа сорғышы арқылы ауаның бір үлгісін алып, озонды ауадан тазартады; ал келесі циклда ауа үлгісі тазартқыштан өтіп кетіп, озонның мәні есептеледі. Соленоидты клапан уақыт бойынша белгіленген кезеңдерде ауа ағынын тазартқыш арқылы немесе оны айналып өту үшін электронды түрде қосылады. Екі алынған мәннің арасындағы айырмашылық сол уақыттағы озонның нақты мәнін анықтайды. Монитор сонымен қатар ауа қысымын және ауа температурасын есепке алып, озонның мәнін есептеуге мүмкіндік беретін опциялармен жабдырылуы мүмкін.
The Federal Reference Method (FRM) was the original method of measuring ozone concentration in the air, being used throughout the United States around the 1970s and 1980s. It uses what is known as gas phase ethylene chemiluminescence or ET CL. The ozone content is measured based on the reaction when the air around the monitor reacts with the ethylene reactant gas within the monitor. As of 2015, the EPA added an additional format to the FRM using nitric oxide chemiluminescence or NO CL. It functions in a very similar manner to that of the ET CL format except it uses nitric oxide instead of ethylene gas. The FRM has, for the most part, been phased due water vapor causing skewed results and has been replaced with the Federal Equivalent Method which uses ultraviolet absorption. However, the FRM it still used occasionally as the Federal Equivalent Method can be skewed by concentration of other pollutants in higher quantities such as mercury, sulfur dioxide, carbon dioxide, VOCs, and others. During one cycle, the ozone monitor will take one air sample through the air inlet, and scrub the ozone from the air; for the next cycle, an air sample bypasses the scrubber and the ozone value calculated. The solenoid valve is electronically activated to shift the air flow either through the scrubber or to bypass it on a timed sequence. The difference between the two sampled values determines the actual ozone value at that time. The monitor may also have options to account for air pressure and air temperature to calculate the value of ozone.
Өлшем
Озонның концентрациясы Beer-Lambert заңы арқылы анықталады, бұл заң жарық сіңірілуі концентрацияға пропорционалды екенін көрсетеді. Озонды өлшеу үшін сынап лампасынан шығарылған 254 нанометрлік толқын ұзындығындағы жарық белгілі бір ұзындықтағы түтік арқылы, ішкі жағынан айнамен жарылтылады. Түтіктің екінші жағында орналасқан фотодиод жарықтың қарқындылығындағы өзгерістерді тіркеп алады. Борттағы электроника алынған мәліметтерді өңдеп, экранға шығарады, сондай-ақ электрондық деректер жинағышпен оқуға болатын вольт немесе 4-20 мА ток түрінде электр сигналын бере алады. Басқа шығару опциялары – RS232 тізбектік порты, Ethernet немесе флэш-жадтағы ішкі деректерді сақтау.
The concentration of ozone is determined using the Beer Lambert Law that basically says that the absorption of light is proportional to the concentration. For ozone, a 254 nanometer wavelength of light created by a mercury lamp is shined through a specific length of tubing with reflective mirrors. A photodiode at the other end of the tube detects the changes of brightness from the light. The onboard electronics process the values obtained and display the value on the screen and can also output an electrical signal in volts or a 4 20 mA current that can be read by an electronic data logger. Other options for output are RS232 serial port or ethernet or internal data storage on flash memory.