- Home
- Know How
- Emission Measuring Instrument
- Načela merjenja v merilnikih emisij: senzorji NDIR in elektrokemijski | Testo
Merilna načela v merilnikih emisij:
Senzorji NDIR in elektrokemijski
Merilniki emisij uporabljajo predvsem NDIR merilne celice in elektrokemijske senzorje, da zanesljivo določijo koncentracije plinov, kot so CO, CO2, NO, NO2 ali SO2, ter jih prikažejo v mg/m3 ali vol.-%. Obe merilni načeli imata specifične prednosti in sta primerni za določene komponente, merilna območja in koncepte naprav.
NDIR-merjenje – infrardeča tehnologija za analize plinov
NDIR pomeni nedisperzivno infrardeče merjenje in se uporablja predvsem za določanje plinov z izrazitimi IR-absorpcijskimi pasovi – na primer CO, CO2 ali NO. Načelo delovanja temelji na tem, da molekule pri določenih valovnih dolžinah absorbirajo infrardeče sevanje. NDIR-analizator pošlje infrardečo svetlobo skozi merilno kiveto, napolnjeno z merilnim plinom. Detektor meri sevanje, ki ga je plin oslabil. Koncentracija plina se izračuna iz razmerja med vpadno in zaznano intenziteto s pomočjo Lambert-Beerovega zakona.
Tipična merilna celica NDIR vključuje:
IR svetlobni vir,
merilno kiveto z določeno dolžino,
optične filtre za izbor relevantnih valovnih dolžin,
IR detektor,
elektroniko za ovrednotenje signala in izračun koncentracije.
V merilnikih emisij se pogosto kombinira več NDIR kanalov, da se različni plini merijo vzporedno. Merilna območja je mogoče prilagoditi različnim zahtevam z dolžino kivete, optičnimi filtri in obdelavo signala – od nizkih ppm območij do odstotnega območja.
Elektrokemijski senzorji – kompaktno večkomponentno merjenje
Elektrokemijski senzorji se uporabljajo predvsem za O2, CO, NO, NO2 in SO2 ter so še posebej primerni za kompaktne, mobilne merilnike emisij. Sestavljeni so iz merilne celice z elektrolitom in elektrodami. Plin, ki ga merimo, difundira v celico in tam elektrokemijsko reagira. Nastali tok je sorazmeren s koncentracijo plina.
Prednosti elektrokemijskih senzorjev so kompaktna zasnova, možnost kombiniranja več senzorjev v eni napravi ter razmeroma kratek odzivni čas. Omogočajo izvedbo večplinskih merilnikov emisij v prenosni obliki, ki jih je mogoče fleksibilno uporabljati v vsakodnevnem servisnem delu.
Hkrati imajo elektrokemijski senzorji omejeno življenjsko dobo, ki je odvisna od obratovalne temperature, obremenitve s plinom in pogostosti uporabe. Redni pregledi in po potrebi zamenjava senzorjev so zato del profesionalnega vzdrževalnega koncepta.
Prednosti, omejitve in tipična področja uporabe
NDIR merilne celice odlikujeta visoka dolgoročna stabilnost in selektivnost za določene pline. Namenjene so stacionarnim sistemom za merjenje emisij in aplikacijam, kjer se meri neprekinjeno in v daljših časovnih obdobjih. Tipični primeri uporabe so:
neprekinjeno merjenje CO in CO2 v velikih kurilnih napravah,
merjenje NO v energetskih in industrijskih napravah,
integracija v CEMS v skladu z ustreznimi standardi.
Elektrokemijski senzorji izstopajo po prilagodljivosti in kompaktnosti. Prednostno se uporabljajo v mobilnih merilnikih emisij, ki morajo pri servisnih in zagonskih posegih hkrati zajeti več komponent. Tipične aplikacije so:
zagon in vzdrževanje kotlovskih in gorilniških sistemov,
kampanjske meritve na kogeneracijskih enotah ali industrijskih obratih,
primerjalne meritve in preverjanja verodostojnosti.
Kdaj NDIR, kdaj elektrokemijsko?
Odločitev za merilno načelo je odvisna od več dejavnikov:
Merilna naloga: neprekinjeno spremljanje vs. ponavljajoče se preveritve,
zahtevana natančnost in dolgoročna stabilnost,
število in vrsta komponent, ki jih je treba meriti,
razpoložljiv prostor za vgradnjo in okoljski pogoji.
V številnih sistemih sta obe tehnologiji kombinirani: elektrokemijski senzorji dopolnjujejo NDIR merilne celice, da pokrijejo dodatne komponente ali podprejo mobilne scenarije. Za uporabnike je pomembno vedeti, katere komponente se merijo s katerim načelom in kakšne zahteve glede vzdrževanja izhajajo iz tega.
Imate vprašanja ali si želite osebnega svetovanja? Stopite v stik z nami!
Veselimo se, da vam bomo v pomoč z našim strokovnim znanjem in individualnimi rešitvami.