4.Описание ультрафиолетового газоанализатора ф 102-2 и лабораторной установки.

Газоанализатор озона Ф 102-2 построен по классической схеме двухлучевого фотометра (рис.6.3). Прибор позволяет производить измерения с точностью до 10 %.

Рис.6.3. Блок схема УФ фотометрического газоанализатора озона Ф-102-2

В газоанализаторе УФ излучение от источника 1 пластиной 2 разделяется на два пучка приблизительно одинаковой интенсивности. Один из пучков, прошедший через светоделительную пластину, направляется в измерительную кювету 4 длиной 10 см. Второй пучок, отраженный от светоделительной пластины 2 и зеркала 3, направляется в канал сравнения. Затем оба пучка оптического излучения с помощью кварцевых линз 5 фокусируются на двух карбидкремниевых фотодиодах 6, чувствительных только к ультрафиолетовому излучению. Сигналы от фотодиодов усиливаются усилителями 7 и преобразуются в преобразователях напряжения-частота 8 в частотный сигнал, пропорциональный величинам напряжений (U и U₀) в каналах измерения и сравнения соответственно. Сигналы от обоих каналов поступают в контроллер 9. Режим работы контроллера зависит от положения переключателя газовых потоков 11. Информация о положении переключателя поступает от датчика 13. В режиме измерения происходит обработка сигналов микропроцессором контроллера в соответствии с уравнением (6). Величина коэффициента  и длины l кюветы 4 записаны в памяти процессора. На выходе контроллера формируется кодовый сигнал, управляющий работой цифрового индикатора 10, который показывает значение концентрации озона в мг/м³.

Когда положение переключателя газовых потоков соответствует режиму установки нуля, контроллер автоматически устанавливает такой корректирующий коэффициент k, чтобы на цифровом табло индицировались нули. В приборе предусмотрена также возможность ручной установки нулевого уровня.

Пневмотракт прибора имеет два входных контура: "измерительный" и "нулевой". В режиме измерения анализируемый воздух через переключатель газовых потоков 11 поступает в измерительную кювету 4 и далее - в разрушитель озона 14. Пройдя насос 15, воздух сбрасывается в атмосферу. При установке нуля воздух проходит поглотитель озона 12 и поступает через переключатель 12 в измерительную кювету 4. Далее - как в режиме измерения.

5. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка состоит из газоанализатора Ф 102-2 (Рис.6. 4) и генератора озона ГС-7601, при помощи которого создается газовая смесь с неизвестным содержанием озона, концентрацию которого требуется определить. Генератор озона и озонометр соединены фторопластовой трубкой через газовую развязку, которая служит для согласования расходов воздуха генератора и озонометра и обеспечивает нормальную работу генератора при работе озонометра в режиме установки нуля.

Рис.6.4. Схема лабораторной установки.

Расход генератора озона должен быть больше расхода газоанализатора. Избыточная газовая смесь через газовую развязку поступает в атмосферу, что можно проконтролировать с помощью ротаметра. Расход генератора и газоанализатора должен быть отрегулирован таким образом, чтобы поплавок ротаметра постоянно находился в приподнятом положении.

Генератор озона ГС-7601 предназначен для проверки и градуировки автоматических газоанализаторов микроконцентраций озона с диапазоном измеряемой концентрации 0 - 1,0 мг/м³.

Технические данные.

Значения концентраций озона, создаваемых генератором, и допускаемые отклонения этих концентраций приведены в таблице 6.1

Таблица 6.1

Положение переключателя концентраций, %	Номинальные значения и допускаемые отклонения массовой концентрации, мг/м3
10	0,10,007
25	0,250,018
50	0,500,035
80	0,800,056
100	0,10,070

Время прогрева и выхода на режим не более 1 часа. Время установления выходного сигнала при переключении с одной концентрации на другую не более 1 мин. (при постоянно включенном побудителе расхода)

Мощность, потребляемая генератором озона, не более 60 Вт. Расход озоно-воздушной смеси, создаваемой генератором, не менее 1,3 л/мин. Длительность непрерывной работы не более 8 часов.

В генераторе используется фотолитический метод, основанный на резонансном поглощении оптического излучения в области 0,2 мкм молекулами кислорода, при этом образуются молекулы озона.

Атмосферный воздух очищается от пыли, влаги и озона трехзвенным сорбирующим фильтром Ф1, Ф2, Ф3 (рис.6.5) и через побудитель расхода А2, регулятор давления РД, регулятор расхода РР, индикатор расхода ИП1 подается в преобразователь (фотолитический реактор).

Рис.6.5. Электропневматическая функциональная схема генератора

В преобразователе газовая смесь облучается кварцевой ртутной лампой ДРТ-240, которая работает в режиме стабилизированного тлеющего разряда. Режим работы лампы обеспечивается с помощью устройства питания УФЛ. Для изменения концентрации озона разрядный ток меняется с помощью переключателя режимов работы. Внутренний объем преобразователя (фотолитического реактора) термостатируется. Аварийный режим работы генератора (отсутствует свечение УФ-лампы) сигнализируется светодиодом “РЕАКТОР” на передней панели генератора.

При нажатии кнопки “НАСОС” начинает работать побудитель расхода, который обеспечивает расход исходного воздуха не менее 1,3 л/мин. Атмосферный воздух поступает в фильтр Ф2 для осушки, затем - в фильтр Ф1 для очистки от озона и фильтр Ф3 для очистки от пыли.

Фильтр Ф2 заполнен селикагелем-индикатором . Замена селикагеля или его осушка производится приблизительно через 100 час эксплуатации генератора, при изменении его цвета с синего на розовый.

Сушка производится в сушильном шкафу при температуре 180 ⁰С, 2,5 часа. Сушка считается законченной, если цвет селикагеля изменился с розового на синий. После окончания сушки тигли с селикагелем вынимают из сушильного шкафа, накрывают крышкой и дают остыть в течение 0,5 часа до температуры 40 ⁰С

Фильтр Ф2 заполнен углем активированным АГ-3 или СКТ6. Замена фильтрующего объема производится через 2000 часов эксплуатации.

Регулятор давления служит для регулирования и поддержания постоянного давления в газовом тракте независимо от колебания атмосферного давления

Регулятор расхода служит для регулирования и поддержания постоянного расхода. Последовательно с регулятором расхода включен индикатор расхода, по которому определяют приблизительно расход воздуха, который составляет не менее 1,3 л/мин.

Генератор озона может работать при использовании баллона с очищенным сжатым воздухом. При этом побудитель П3 не включается. Воздух из баллона через редуктор (Р=0,5 кг/см²) подается в штуцер ШТ1.