игналом.
. Прилади повинні бути відносно простими, щоб їх обслуговування не вимагало високої кваліфікації працівників.
. Індикатори повинні задовольняти такого важливого вимогу, як швидкість вимірювання. Тут великій швидкості вимірювання з меншою точністю зазвичай віддають перевагу перед виміром більш точним, але більш тривалим. [3]
3. Лазерний газоаналізатор
Високочутливий лазерний газоаналізатор призначений для аналізу змісту домішкових газів в повітряних пробах. Основні елементи газоаналізатора: хвилепровідий СО 2 -лазер, резонансна оптико-акустична осередок, а також комп'ютер, в бібліотеці якого містяться відомості про лінії поглинання 37 газів. Представлені відомості про межах виявлення газів розробленим газоаналізатором. Межа виявлення по аміаку з похибкою 15% становить 0.015 ppb.
Необхідність постійного контролю за вмістом у повітрі великого числа забруднень на значних територіях при розумних витратах засобів і праці ставить завдання оснащення служби екологічного контролю газоаналізаторами, що задовольняють наступним вимогам: 1) поріг виявлення на рівні гранично допустимих концентрацій аналізованих речовин ; 2) висока вибірковість по відношенню до сторонніх речовин; 3) многокомпанентность аналізу; 4) високу швидкодію (малий час циклу вимірювань при заборі однієї проби), забезпечує можливістьость роботи в русі і порівняно швидку реакцію на перевищення заданого рівня концентрації; 5) безперервність вимірювань протягом 2-4 год для визначення розмірів забрудненої області.
Існуючі методи детектування газів можна умовно розділити на традиційні (неспектроскопіческіе) і оптичні (спектроскопічні). У роботі перераховані достоїнства і недоліки основних традиційних методів з точки зору їх застосування для аналізу газових домішок складного складу в повітрі.
Спектроскопічні методи, швидкий розвиток яких визначається унікальними характеристиками лазерів, дозволяють усунути основні недоліки традиційних приладів і забезпечити необхідну швидкодію, чутливість, селективність і безперервність аналізу. У більшості випадків для детектування забруднення повітря спектроскопічними методами використовується середня І.К.-область спектра, де зосереджені основні коливальні смуги переважної більшості молекул. Видима і У.Ф.-області в цьому відношенні менш інформативні.
Особливе місце в сімействі І.К.-лазерних газоаналізаторів займають прилади з СО 2 -лазера-ми. Ці лазери довговічні, надійні і прості в експлуатації і дозволяють детектувати більше 100 газів.
Нижче описаний газоаналізатор (макетний зразок), що задовольняє перерахованим вище вимогам. У якості джерела випромінювання використовується хвилепровідий СО 2 -лазер, чутливим елементом є резонансна оптико-акустична комірка (р.о.а.я.). В основі оптико-акустичного методу лежить реєстрація звукової хвилі, порушуємо в газі при поглинанні модульованого по амплітуді лазерного випромінювання в р.о.а.я. Тиск звукової хвилі, пропорційне питомої поглиненої потужності, реєструється мікрофоном. Структурна схема газоаналізатора наведена на рис. 3,1. Модульоване випромінювання СО 2 -ла-Зера потрапляє на вузол перебудови довжини хвилі. Цей вузол являє собою дифракційну решітку, що дозволяє перебудовувати довжину хвилі випромінювання в діапазоні 9.22-10.76 мкм і отримувати 84 лазерні лінії. Далі випромінювання через систему дзеркал направляється в чутливий об'єм р.о.а.я., де реєструються ті гази, які поглинають надходить в неї випромінювання. Енергія поглиненого випромінювання збільшує температуру газу. Виділилося на осі осередку тепло шляхом, головним чином, конвекції передається стінок комірки. Модульоване випромінювання викликає відповідну зміну температури і тиску газу. Зміна тиску сприймається мембраною ємнісного мікрофона, що призводить до появи періодичного електричного сигналу, частота якого дорівнює частоті модуляції випромінювання.
Рісунок3,1. Структурна схема газоаналізатора
На рис.3, 2 представлений ескіз внутрішньої порожнини р.о.а.я. Він утворений трьома циліндричними активними обсягами: симетрично розташованими обсягами 1 і 2 діаметром 20 мм і внутрішнім об'ємом 3 діаметром 10 мм. Вхідний 4 і вихідний 5 вікна виготовлені з матеріалу BaF 2. Мікрофон встановлений в нижній частині осередку і з'єднаний з активним об'ємом отвором 6 діаметром 24 мм.
Малюнок 3,2 Внутрішня порожнина резонансної оптико-акустичної осередки. 1, 2 - зовнішні обсяги, 3 - внутрішній об'єм. 4, 5 - вхідний і вихідний вікна, 6 - отвір мікрофону
Оптичний резонанс" обумовлений поглинанням лазерного випромінювання газом, при нормальних умовах виникає при частоті модуляції випромінювання 3.4 к...
