Методы и средства контроля отработавших газов автомобилей
Для определения оксидов азота и других газов применяются кулонометрические газоанализаторы, в которых ток электродной реакции окисления (восстановления) определяемого компонента несет информацию о его концентрации. Метан очень чувствителен, но не селективен, что требует предварительной обработки газовой смеси и периодичной замены реактивов.
Чувствительный элемент газоанализатора с электрохимическим преобразователем представляет собой сложную систему с желеобразным электролитом, заполняющим пространство между чувствительным и счетным электродами. Верхний слой электролита отделен от прокачиваемого через прибор воздуха тонкой полупроницаемой мембраной прибора. Избирательность прибора обеспечивается материалом мембраны и электродов, составом электролита и величиной потенциалов на электродах
Хемилюминесцентный метод. Хемилюминесцентные приборы газового анализа применяются, в основном, для анализа оксидов азота и озона. В основу метода положено свойство оксида азота при взаимодействии с атомарным кислородом или озоном выделять квант света.
В результате взаимодействия анализируемой газовой смеси происходит реакция окисления с выделением света, который регистрируется высокочувствительным фотоумножителем. Величина сигнала, снимаемого с фотоумножителя, пропорциональна концентрации двуок- сида азота, ее предварительно преобразуют в оксид азота, а затем измеряют по описанной схеме.
Пламенно-ионизационный метод эффективен в газоанализаторах для определения со держания углеводородов. Метод заключается в измерении ионизационного тока между электродами, возникающего при введении в водородное пламя измеряемого компонента. Величина тока пропорциональна концентрации газа. Метод чувствителен, однако большая часть приборов позволяет определять только сумму углеводородов, тогда как очень часто важно знать содержание углеводородов за вычетом биологически неактивного метана. Для устранения влияния метана на показания прибора применяют двухканальные схемы с катализатором или хроматографическими колонками.
Пламенно-фотометрический метод используется при определении соединений серы и водорода. В водородном пламени различные сернистые соединения восстанавливаются до атомарной серы, а затем происходит образование молекул серы, часть из которых возбуждена. Излучение люминесценции лежит в области 350 - 450 нм. Так как в рекомбинации участвуют два атома серы, интенсивность пропорциональна квадрату концентрации атомов серы в анализируемом газе. Чувствительность метода порядка миллионных долей. Анализаторы весьма избирательны по отношению к серосодержащим веществам, но реагируют одинаково на новые соединения серы, т.е. измеряют полное содержание серы в пробе. Определение SO2 в окружающем воздухе пламенно-фотометрическим методом возможно потому, что концентрации других сернистых соединений на порядок или два меньше, чем SO2 и мешающее их влияние невелико.
Флуоресцентный метод успешно используется для анализа двуоксида серы. Принцип действия флуоресцентных приборов основан на измерении интенсивности излучения SO2, возбужденного УФ излучением. Линейность флуоресцентных приборов сохраняется от миллионных долей до их нескольких тысяч, обеспечивая широкий диапазон измерений. Кроме SO2, этим методом можно определять NO2 и СО.
Хроматографический метод. При хроматографическом разделении через хроматографическую колонку протекает газ-носитель, который вносит в нее анализируемую пробу. Разделение происходит благодаря адсорбции отдельных компонентов на активных центрах адсорбента или их растворения в закрепленной жидкой фазе (в случае газожидкостной хроматографии). Если на вход колонки подать смесь компонентов с различными физическими свойствами, то на выходе из нее смесь разделяется на отдельные зоны компонентов и можно зафиксировать эти зоны при помощи детектора пламенно-ионизационного, пламенно-фотометрического, электронного захвата детектора по теплопроводности и т. д.
Еще статьи по теме
Охрана озонового слоя и климата
Защита озонового слоя атмосферы является одной из наиболее
острых глобальных экологических проблем современности. Его истощение стало
одной из основных угроз жизни на земле. Разрушителями озона признаются хлор и
бром, которые используются ...
Стратегии охраны природы
Человек - один из многочисленных видов животных,
обитающих на Земле. Одна из особенностей его в том, что среди прочих видов у
него самая сильная средопреобразующая деятельность. В последний век она
приобрела такой размах, что встал вопрос ...