5. Содержание отчета
5.1. Задачи работы.
5.2. Протокол измерений.
5.3. Обработка результатов измерений.
5.4. Оценка погрешностей.
5.5. Выводы.
6. Контрольные вопросы
6.1. Какие химические вещества выбрасывают автомобили с бензиновыми двигателями?
6.2. Какой документ используется для определения норм выбросов автомобилей с бензиновыми двигателями?
6.3. На каком принципе действия основан автомобильный газоанализатор?
6.4. Какие нормы Евро введены в настоящее время в РФ и в Европе?
6.5. Нормы Евро введены в РФ и в Европе для каких видов двигателей и для каких компонент?
6.6. Какой инструментарий применяют для тест-методов?
Лабораторная работа № 4 исследование спектров поглощения газов методом инфракрасной фурье спектроскопии
1. Цель работы
Знакомство с инфракрасным (ИК) методом анализа и изучение принципа работы и устройства Фурье-спектрометра.
Освоение методики построения градуировочной характеристики газоанализатора с помощью стандартных газовых смесей в баллонах под давлением.
Измерение неизвестной концентрации газа в пробе.
2. Предварительные сведения
3. Конструкция и принцип работы Фурье-спектрометра ФСМ-1201.
3.1. Описание экспериментальной установки.
Общий вид фурье-спектрометра ФСМ-1202 (производитель ООО «Мониторинг», РФ) показан на рис 4.1. Оптический блок спектрометра состоит из герметичного модуля интерферометра, кюветного отделения и герметичного модуля детектора. Модуль интерферометра включает источник ИК излучения, двухлучевой интерферометр Майкельсона, блок управления спектрометром и блок питания. Для передачи ИК излучения в стенках герметичных модулей имеются окна, прозрачные в ИК области спектра. Камера модуля интерферометра может быть снабжена вентилями для подсоединения системы продувки сухим инертным газом. Продувка камер инертным газом или их осушка с помощью силикогеля позволяет существенным образом уменьшить влияние углекислого газа и паров воды, находящихся в воздухе, на результаты измерения спектров.
Параллельное перемещение подвижного зеркала интерферометра обеспечивается использованием прецизионного подшипника скольжения и осуществляется с помощью линейного электродвигателя. Для точного отсчета оптической разности хода имеется вспомогательный референтный канал, использующий в качестве источника гелий-неоновый лазер, излучение которого регистрируется после прохождения через тот же интерферометр. Поскольку длина волны излучения гелий-неонового лазера составляет λ=0.6328 мкм, референтный сигнал формируется в виде серии импульсов, соответствующих изменению оптической разности хода на 0/2=0.3164 мкм. Импульсы референтного канала используются для запуска аналого-цифрового преобразователя (АЦП).
Рис. 4.1 Общий вид спектрометра ФСМ-1201 с разных сторон
В кюветном отделении имеется возможность устанавливать исследуемые образцы, в том числе газовые и жидкостные кюветы.
Для регистрации сигнала используется неселективный пироэлектрический ИК детектор, который размещен в модуле детектора, установленном в соответствующей камере. Сигнал детектора усиливается усилителем с программируемым коэффициентом усиления и подается на вход АЦП, запуск которого осуществляется импульсами от референтного канала.
Для управления процессом получения интерферограммы и обработки полученных данных спектрометр сопряжен с IBM совместимым с компьютером. Сопряжение осуществляется с помощью специального порта параллельного обмена.