9.4. Оптические газоанализаторы

Оптические газоанализаторы основаны на ис­пользовании зависимости изменения того или иного оптического свойства анализируемой газовой смеси от изменения концентрации измеряемого компонента. В оптических газоанализаторах исполь зуются такие оптические свойства, как спектральное поглощение, оптическая плотность, показатель, преломления, спектральное из­лучение газовой смеси и др [15].

В соответствии с оптическим свойством, положенным в основу принципа работы прибора, оптические газоанализаторы подразде­ляются на следующие основные три группы (ГОСТ 13320-67):

1. Абсорбционные — основанные на поглощении лучистой энер­гии в инфракрасной области спектра (в том числе оптико-акустиче­ские), ультрафиолетовой и видимой областях спектра (фотоколори­метрические жидкостные и ленточные).

2. Интерферометрические — основанные на использовании яв­ления смещения интерференционных полос вследствие изменения оптической плотности газовой среды на пути одного из двух коге­рентных лучей.

3. Эмиссионные — основанные на излучении лучистой энергии, например на измерении интенсивности спектральных линий излу­чения компонента, зависящей от его концентрации в анализируемой газовой смеси. Этот метод, предложенный С. Эфришем, принято называть методом эмиссионного спектрального анализа газовой смеси.

Газоанализаторы, основанные на поглощении инфракрасных лучей, получили широкое применение в различных отраслях про­мышленности и применяются для определения концентрации окиси углерода (СО), двуокиси углерода (СО₂), метана (СН₄), аммиака (NH₃) в сложных газовых смесях, а также и других газов. Это объясняется тем, что в инфракрасной области спектра газы имеют весьма интенсивные и отличительные друг от друга по положению в спектре полосы поглощения.

Газоанализаторы, основанные на поглощении ультрафиолетовых лучей, применяются в химической, нефтяной и пищевой промыш­ленности. Благодаря высокой чувствительности они широко исполь­зуются для определения токсических и взрывоопасных концентра­ций различных газов в воздухе промышленных предприятий. Газо­анализаторы этого типа позволяют определять содержание паров ртути, хлора и других газов и паров как в воздушной среде, так и в технологических газовых смесях.

Газоанализаторы фотоколориметрические, основанные на погло­щении лучей в видимой области спектра, подразделяются на жид­костные и ленточные. Жидкостные газоанализаторы являются при­борами с непосредственным (прямым) поглощением излучения определяемым компонентом при взаимодействии анализируемого компонента с жидким реактивом. В газоанализаторах второго типа измеряется светопоглощение поверхностью бумажной или текстиль­ной ленты, предварительно пропитанной или смоченной соответ­ствующим реактивом. Фотоколориметрические газоанализаторы широко применяют для измерения микроконцентрации различных газов в воздушной среде и в сложных газовых смесях. Эти газоана­лизаторы широко используются также для определения в воздухе промышленных предприятий токсической концентрации различных газов и паров, вредных для человека. Фотоколориметрические газоанализаторы для определения больших концентраций не применя­ются. Следует отметить, что фотоколориметрический метод находит широкое применение для анализа жидкостей, в частности для ана­лиза воды на ТЭС.

Спектрофотометрические газоанализаторы, основанные на ме­тоде эмиссионного спектрального анализа газовой смеси, исполь­зуются для анализа аргона, гелия, азота, водорода и кислорода на примеси.