空氣質(zhì)量連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測儀器
空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)的主要硬件設(shè)備是空氣質(zhì)量連續(xù)監(jiān)測儀器。要求監(jiān)測儀器必須具備自動連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)能力強(qiáng)、靈敏、準(zhǔn)確、易維修、維修頻次低等特性。常用空氣質(zhì)量連續(xù)監(jiān)測儀器如下:
①脈沖熒光法SO2監(jiān)測儀(TE Model 43)
該法的監(jiān)測原理是用脈沖化的紫外光(190~230nm)激發(fā)SO2分子,處于激發(fā)態(tài)的SO2分子返回基態(tài)時放出熒光(240~420nm),所放出的熒光強(qiáng)度與SO2的濃度呈線性關(guān)系,從而測出SO2的濃度。工作原理見圖6-48。該法響應(yīng)快、靈敏度高,且對溫度、流量的波動不敏感,穩(wěn)定性好,作為連續(xù)監(jiān)測儀器較為可靠。
②化學(xué)發(fā)光法NOx監(jiān)測儀(TE Model 14B/E)
該法的原理是:一氧化氮被臭氧氧化成激發(fā)態(tài)二氧化氮,當(dāng)其回到基態(tài)二氧化氮時放出光量子,其發(fā)光強(qiáng)度與二氧化氮的濃度成正比。反應(yīng)式為:
NO+O3--NO2*+O2
NO2*--NO2+hν
當(dāng)測定樣品氣中的氮氧化物(NOx=NO+NO2)時,必須先將二氧化氮通過催化劑(金屬絲網(wǎng)、活性炭、Mo-Al2O3等)還原成一氧化氮,然后再測定。該法采用一氧化氮標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行動態(tài)校正,不用吸收液,因此可使誤差大大減小,在低濃度范圍更為準(zhǔn)確。同時反應(yīng)迅速,很易求得瞬時值,且線性好,范圍寬,是一種比較理想的測定方法。如圖6-49。
③氣體過濾器紅外光譜CO監(jiān)測儀(TE Model 48)
該法的原理是非分散紅外法的一種改進(jìn),采用了氣體過濾器相關(guān)技術(shù),基本原理是基于在有其他干擾氣體存在下,比較樣品氣中被測氣體紅外吸收光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)。儀器中裝有一個可轉(zhuǎn)動的氣體過濾器轉(zhuǎn)輪,此輪一半充入純CO,另一半充入純N2,當(dāng)紅外線通過CO一側(cè)時,相當(dāng)于參比光束,通過N2一側(cè)時,相當(dāng)于樣品光束,轉(zhuǎn)輪后設(shè)有一多次反射光程吸收池(池長40cm,反射32次,光程長12.8m)保證有足夠的靈敏度,氣體過濾器轉(zhuǎn)輪按一定頻率旋轉(zhuǎn),此時對吸收池來說,從時間上分割為交替的樣品光束和參比光束,可以獲得一交變信號,而對干擾氣體說,樣品光束和參比光束是相同的可相互抵消。該法的靈敏度好,設(shè)備簡單,由于采用固態(tài)檢測器,避免了非色散紅外法微量電容檢測器易受震動的影響,使儀器運(yùn)行可靠。
④紫外光度法O3監(jiān)測儀(TE Model 49)
該法的原理是利用O3對紫外光(波長254nm)的吸收,直接測定紫外光通過O3后減弱的程度,根據(jù)吸光度求出O3濃度。該法設(shè)備簡單,無試劑、氣體消耗。
⑤氣相色譜(FID)法及光離子化(PID)法非甲烷烴監(jiān)測儀
(Baseline Model 1030A及HNU Model 201)
a.氫火焰離子化氣相色譜:空氣樣品先經(jīng)色譜柱分離成甲烷及非甲烷烴兩個峰,用FID先測流出的甲烷,再測反吹出的非甲烷烴,反應(yīng)周期約5min,儀器有內(nèi)裝的微處理機(jī),用戶可自行編制程序來完成分析過程,并可隨時進(jìn)行基線校正、積分值的計(jì)值等。氣相色譜法的主要問題是精度較差,作為連續(xù)監(jiān)測儀器需要較多的維護(hù)。
B.光離子化檢測器:即以高強(qiáng)度的紫外光作為激發(fā)源,紫外光照射到被測定的烴類化合物上產(chǎn)生電離,用離子檢測器測定電離強(qiáng)度即可求出烴類的濃度。該法的主要問題是所選用的紫外光源只能對C4以上的烴類產(chǎn)生電離,C4以下的烴不產(chǎn)生電離。但該法的主要優(yōu)點(diǎn)是不需色譜柱分離,也不需要?dú)錃庠矗瑑x器非常簡單。
⑥可吸入顆粒物連續(xù)監(jiān)測儀(IP)
光散射可吸入顆粒物濃度計(jì)的設(shè)計(jì)原理是使一束平行可見光通過含可吸入顆粒物的大氣,由于光線受到粒子的阻擋而發(fā)生光散射現(xiàn)象,其散射光強(qiáng)度的變化與可吸入顆粒物的濃度成定量關(guān)系,因此當(dāng)儀器用標(biāo)樣標(biāo)定后,即可直接顯示可吸入顆粒物的濃度值。
此外,可吸入顆粒物測定儀器還有:β射線可吸入顆粒物測定儀、壓電石英晶體可吸入顆粒物測定儀?,F(xiàn)在許多監(jiān)測站采用具有10μm切割機(jī)的大容量采樣器24h連續(xù)取樣,經(jīng)手工分析后再將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)存儲。
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