- Home
- Know How
- Emission Measuring Instrument
- Uređaji za mjerenje emisija – mjerni principi & tehnologije | Testo
Tehnologije u uređajima za mjerenje emisija –
Mjerni principi & dizajn sustava
Uređaji za mjerenje emisija kombiniraju fizikalne mjerne principe kao što su NDIR i elektrokemijska senzorska tehnologija sa sustavom uzorkovanja i pripreme plina prilagođenim primjeni, kako bi se pouzdano odredile plinske komponente poput CO, CO2, NOx ili SO2 u mg/m3 ili vol. %. Odabir prave tehnologije određuje hoće li izmjerene vrijednosti biti stabilne, sukladne normama i sposobne za dugotrajan rad u stvarnim radnim uvjetima.
NDIR mjerenje – infracrvena tehnologija za analizu plinova
Nedisperzivno infracrveno mjerenje (NDIR) jedna je od najvažnijih tehnologija u tehnici mjerenja emisija. Temelji se na činjenici da određeni plinovi – poput CO, CO2 ili NO – apsorbiraju infracrveno zračenje u karakterističnim rasponima valnih duljina. NDIR analizator šalje infracrvenu svjetlost kroz mjernu kivetu ispunjenu plinom koji se analizira i mjeri slabljenje svjetlosti. Koncentracija plina izračunava se iz ovog slabljenja prema Beer-Lambertovom zakonu.
NDIR mjerne staze karakterizira visoka dugoročna stabilnost i selektivnost za određene komponente. Često se koriste za kontinuirana mjerenja emisija, gdje moraju biti pokriveni mjerni rasponi koji obuhvaćaju nekoliko redova veličine (npr. od nekoliko mg/m³ do raspona g/m³). U mnogim CEMS sustavima nekoliko NDIR kanala koristi se paralelno za istovremeno otkrivanje različitih komponenti.
Prednosti i ograničenja NDIR tehnologije
Prednosti NDIR mjerenja uključuju:
visoku dugoročnu stabilnost i nizak drift,
dobru selektivnost za određene plinove,
prikladnost za kontinuirana mjerenja s kratkim vremenima ažuriranja.
Ograničenja se javljaju tamo gdje plinovi nemaju izraženu IR apsorpciju ili gdje se unakrsne osjetljivosti između sličnih apsorpcijskih pojaseva moraju pažljivo kompenzirati. Osim toga, NDIR mjerenja zahtijevaju stabilnu temperaturu i definiran tlak u mjernom sustavu kako bi se pretvorba u mg/m3 pri standardnim uvjetima provela ispravno.
Elektrokemijski i paramagnetski senzori
Elektrokemijski senzori se često koriste za mjerenje O2, NO, NO2, SO2 ili CO u uređajima za mjerenje emisija. Elektrokemijski senzor sastoji se od mjerne ćelije s elektrolitom i elektrodama. Plin koji se mjeri difundira u ćeliju, reagira elektrokemijski i generira struju proporcionalnu koncentraciji plina. Elektrokemijski senzori su kompaktni, relativno ekonomični i posebno pogodni za mobilne uređaje za mjerenje emisija.
Paramagnetski senzori koriste se posebno za precizna mjerenja O2. Iskorištavaju činjenicu da je kisik paramagnetičan, tj. privučen magnetskim poljem, dok su većina ostalih plinova dijamagnetični. U paramagnetskom senzoru O2, promjena koncentracije O2 u mjernom plinu dovodi do mjerljivog pomaka ili promjene sile u magnetskom polju. Ta se promjena električki detektira i pretvara u koncentraciju O2.
Za korisnike se postavljaju pitanja poput: kada je elektrokemijski senzor dovoljan, a kada je preporučljiv paramagnetski senzor? Odgovor ovisi o zahtjevima za točnost, dugoročnu stabilnost i napor održavanja. U mobilnim uređajima, elektrokemijski senzori nude dobar kompromis između preciznosti i jednostavnosti rukovanja. U stacionarnim sustavima s visokim zahtjevima za točnost i dostupnost, paramagnetski senzori O2 mogu ponuditi prednosti.
Uzorkovanje, grijane linije i priprema plina
Da bi senzori ili mjerne staze davali pouzdane rezultate, dimni plin mora biti ispravno uzorkovan i pripremljen prije same analize. Tipičan lanac mjerenja emisija stoga uključuje:
grijanu sondu za uzorkovanje u struji dimnog plina,
grijanu uzorkovnu liniju,
filtre i separatore čestica,
module za pripremu plina (npr. hladnjake, hvatače kondenzata),
nadzor protoka i po potrebi pumpe.
Grijana sonda za uzorkovanje osigurava da se kondenzabilne komponente ne talože već u sondi i ne iskrivljuju izmjerene vrijednosti. Grijane uzorkovne linije sprječavaju kondenzaciju do faze pripreme plina. U fazi pripreme plina dimni plin se dovodi na definirane uvjete – na primjer sušenjem na određenu razinu ostatne vlage ili odvajanjem prašine i aerosola. Tek tada kondicionirani plin dolazi do analizatora.
Tipične komponente sustava za pripremu plina
Standardni sustav za pripremu plina za kontinuirana mjerenja emisija često uključuje:
predfiltre za odvajanje grubih čestica,
plinske perače ili jedinice za sušenje radi smanjenja vlažnosti,
fine filtre za uklanjanje preostalih čestica,
uređaje za nadzor protoka i kondenzata.
Projektiranje sustava za pripremu plina uvelike ovisi o primjeni. U procesima s visokim sadržajem prašine (npr. cementne peći) filtri i sonde moraju biti posebno robusni i laki za održavanje. U vlažnim dimnim plinovima koji sadrže sumpor, odgovarajući odabir materijala ključan je za izbjegavanje korozije i pogrešaka mjerenja.
Odabir sustava: mobilni vs. stacionarni sustavi za mjerenje emisija
S tehnološkog gledišta, mobilni i stacionarni sustavi za mjerenje emisija razlikuju se prvenstveno u dizajnu uzorkovanja, pripreme plina i analitičke tehnologije. Mobilni uređaji često kombiniraju elektrokemijske senzore i kompaktne NDIR mjerne staze u prijenosnom kućištu optimiziranom za upotrebu na promjenjivim mjernim mjestima. Stacionarni sustavi, s druge strane, dizajnirani su za kontinuirani rad na fiksnom mjernom mjestu i imaju proširenu pripremu plina, automatske provjere nule i raspona te uređaje za kontinuirani nadzor.
Odluka između mobilne i stacionarne tehnologije ovisi o pitanjima poput ovih:
Radi li se o ponavljajućim kontrolama ili zakonom propisanom kontinuiranom nadzoru?
Koliko mjernih mjesta treba nadzirati i koliko su dostupna?
Koji zahtjevi za točnost i dostupnost se primjenjuju?
Mobilni uređaji za mjerenje emisija idealno su prikladni za servisne tehničare, puštanje u pogon ili kampanjska mjerenja na više postrojenja. Stacionarni sustavi su prvi izbor kada granične vrijednosti moraju biti trajno nadzirane i postoje odgovarajući zahtjevi.
Imate pitanja ili želite osobni savjet? Kontaktirajte nas!
Radujemo se što vam možemo pomoći s našom stručnošću i individualnim rješenjima.