Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Озоновый монитор – это электронное оборудование, предназначенное для измерения концентрации озона в воздухе. Этот прибор может использоваться для контроля уровня озона в промышленных целях или для определения содержания озона в приземном слое атмосферы и оценки соответствия этих показателей национальным стандартам качества атмосферного воздуха (NAAQS). За десятилетия разработано множество методов мониторинга озона, среди которых наиболее известными и распространенными являются Федеральный референсный метод и Федеральный эквивалентный метод.
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.
Федеральный метод отсчета
Федеральный референсный метод (FRM) был первоначальным методом измерения концентрации озона в воздухе, использовавшимся по всей территории Соединенных Штатов в 1970-х и 1980-х годах. Он основан на так называемой газофазной химиолюминесценции этилена, или ET CL. Содержание озона измеряется на основе реакции воздуха вблизи монитора с этиленовым реагентом внутри прибора. С 2015 года EPA добавила к FRM дополнительный формат, использующий химиолюминесценцию оксида азота, или NO CL. Он функционирует аналогично формату ET CL, за исключением использования оксида азота вместо этилена. FRM в основном был выведен из эксплуатации из-за искажения результатов, вызванного водяным паром, и заменен Федеральным эквивалентным методом, использующим ультрафиолетовое поглощение. Однако FRM все еще иногда применяется, поскольку Федеральный эквивалентный метод может давать искаженные результаты при высокой концентрации других загрязняющих веществ, таких как ртуть, диоксид серы, диоксид углерода, летучие органические соединения и другие. В течение одного цикла монитор озона забирает один образец воздуха через воздухозаборник и удаляет из него озон; в следующем цикле образец воздуха обходит скруббер, и вычисляется значение озона. Соленоидный клапан электронно активируется для переключения потока воздуха либо через скруббер, либо в обход него по заданному временному графику. Разница между двумя измеренными значениями определяет фактическое значение озона в данный момент времени. Монитор также может иметь опции для учета атмосферного давления и температуры воздуха при расчете значения озона.
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.
Измерение
Концентрация озона определяется с помощью закона Бира-Ламберта, который, по сути, утверждает, что поглощение света пропорционально концентрации. Для определения концентрации озона используется свет с длиной волны 254 нанометра, генерируемый ртутной лампой, который пропускается через трубку определенной длины с отражающими зеркалами. Фотодиод, расположенный на другом конце трубки, фиксирует изменения яркости света. Встроенная электроника обрабатывает полученные данные, отображает значение на экране и может выдавать электрический сигнал в вольтах или ток 4-20 мА, который может быть считываем электронным регистратором данных. Дополнительные варианты вывода включают последовательный порт RS232, Ethernet или внутреннее хранение данных во флэш-памяти.
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.