Статья описывает методы измерения концентрации пыли в газах и воздухе, их достоинства и недостатки, а также сферы применения пылемеров. Из неё можно узнать, какой метод и прибор подходит для конкретной задачи контроля пылевых выбросов и аттестации рабочих мест.
- Пылемер измеряет массовую концентрацию пыли в дымовых газах, рабочей и жилой зонах, атмосферном воздухе.
- Существуют оптический, гравиметрический, пьезобалансный, трибоэлектрический и радиоизотопный методы измерения пыли.
- Оптический метод имеет низкую чувствительность при малых и высоких концентрациях и зависит от свойств аэрозоля.
- Нефелометрический метод эффективен для мелкодисперсных частиц, но теряет чувствительность при диаметре более 8…10 мкм.
- Гравиметрический метод точен, но трудоёмок и требует дополнительного оборудования.
- Пьезобалансный метод реализован в приборах KANOMAX 3521/3522 и Атмас, радиоизотопный — зависит от химического и дисперсного состава пыли.
- пылемер
- оптический метод
- гравиметрический метод
- пьезобалансный метод
- радиоизотопный метод
- импактор
- ГОСТ 17.2.4.05-83
- сигнализаторы запыленности Snifter
Кому полезно: Инженерам АСУ ТП, экологам и специалистам по контролю промышленных выбросов и аттестации рабочих мест.
Первоисточник: eco-intech.com
Выжимка составлена редакцией сайта с помощью ИИ по тексту статьи.
Что такое пылемер?
Пылемер — прибор, предназначенный для измерения массовой концентрации пыли в дымовых газах топливосжигающих установок, в рабочей и жилой зонах, в атмосферном воздухе. Для каждой задачи необходимо использовать определенный вид прибора.
Методы измерения пылемеров.
На сегодняшний день существует несколько методов измерения пыли: оптический (фотометрический), гравиметрический, пьезобалансный, трибоэлектрический, радиоизотопный. Рассмотрим каждый из них:
Оптический метод измерения пыли (фотометрический и нефелометрический метод).
Оптический принцип действия заключается в измерении ослабления интенсивности светового излучения при его прохождении через запыленную среду. Концентрация частиц пыли пропорциональна значению оптической плотности, которая определяется автоматически и представляет собой отрицательный десятичный логарифм коэффициента пропускания.
Недостатки фотометрического абсорбционного метода:
— низкая чувствительность при измерении малых концентраций аэрозольных частиц (менее 30 мг/м³), а также невозможность контроля высоких концентраций (более 10…12 г/м³) вследствие практически полного поглощения светового излучения.
— высокое влияние физико-химический свойств аэрозолей на результат измерения (размерность, состав и цвет аэрозоля). Для уменьшения погрешности измерений необходимо делать калибровку прибора по конкретному типу аэрозоля или ввода поправочного коэффициента
— необходимость периодической очистки оптических элементов (оптика, отражатели и т. д.)
При измерении малых концентраций аэрозольных частиц гораздо более эффективным оказывается нефелометрический метод, основанный на регистрации прямого, бокового и обратного рассеянного светового излучения. Такой метод реализован в приборах SICK, АЭРОКОН (ООО НПО «ЭКО-ИНТЕХ»), Cassela CEL 712, Kanomax 3443 и в моделях TM-data, TM-digital, TM-F и TM-M (HUND).
Недостаток нефелометрического метода
— недостатком нефелометрического метода прямого рассеяния при контроле весовой концентрации промышленных пылевых аэрозолей с широким дисперсным составом является резкая потеря чувствительности при измерении концентраций частиц диаметром более 8…10 мкм, что существенно снижает и даже исключает возможность их применения во многих отраслях. Поэтому эти приборы применяют в основном там где выбрасываются мелкодисперсные аэрозольные частицы и на выходе рукавных фильтров газоочистных установок для контроля их эффективности.
Гравиметрический метод измерения аэрозоля (ГОСТ 17.2.4.05-83) заключается в выделении частиц из пылегазового потока с последующим осаждением их на аналитическом фильтре и осушением. По величине привеса на фильтре с учетом объема пробы определяется массовая концентрация аэрозоля. Концентрацию пыли в этом случае рассчитывают по формуле.
Достоинства гравиметрического метода
+ достоинствами данного метода является точность измерения, так как происходит прямое измерение аэрозоля и нет влияния физико-химических свойств на результаты.
Недостаток гравиметрического метода
— трудоёмкость метода
— длительность процесса
— использование дополнительного оборудования
На смену трудоёмкому гравиметрическому методу пришел новый метод пьезобалансного взвешивания осажденной пробы пыли. Данный метод был впервые реализован в пылемерах компании KANOMAX в моделях 3521 и 3522 (различия моделей 3521 и 3522 в том, что в серии 3521 в комплект поставки входит импактор PM 2.5 и 10, а в 3522 — PM 2.5, 4 и 10). Позже этот метод измерений начали осваивать и российские компании, такие как ООО «НТМ-ЗАЩИТА», и реализовали его в приборе Атмас. В комплект поставки так же как в KANOMAX 3521 входят два импактора с размерностью PM 2.5 и 10 мкм.
Пьезобалансный метод измерения работы прибора заключается в периодическом отборе пробы аэрозольных частиц через импактор, который из общей массы частиц отделяет респираторные (до 10 мкм) фракции, в последующем их заряде на коронирующем электроде и затем осаждении на поверхности осадительного электрода. В качестве такого электрода используется пьезоэлемент (кварц). Отбор же пробы осуществляется внутренним насосом прибора. Кварцевый пьезоэлемент включен в цепь генератора электрических колебаний. При осаждении пыли на его поверхности изменяется вес пьезоэлемента и как следствие – частота его колебаний. Изменение частоты линейно зависит от массы осажденной на элемент пыли и является величиной измеряемой весовой концентрации аэрозоля.
Радиоизотопный метод измерения концентрации пыли основан на свойстве радиоактивного излучения (обычно β-излучения) поглощаться частицами пыли. Массу уловленной пыли определяют по степени ослабления радиоактивного излучения при прохождении его через слой накопленной пыли.
Результаты измерения концентрации пыли радиоизотопным методом зависят в некоторой степени от химического и дисперсного состава, что обусловлено особенностью взаимодействия радиоактивного излучения с веществом и нелинейностью зависимости степени поглощения от толщины слоя поглотителя.
Сферы применения пылемеров.
Как показывает практика, сферы применения пылемеров различные и они делятся на две группы: первая это аттестация рабочих мест, вторая это промышленные выбросы производств.
Для аттестации рабочих мест используют приборы с меньшим диапазоном измерения для получения боле точных результатов. В данной сфере необходимо контролировать концентрацию пыли, так как большое количество пыли в рабочей зоне может негативно сказаться на здоровье сотрудников, работающих при таких условиях и влечет за собой ряд дыхательных заболеваний.
В последнее время все чаще большие производства начали задумываться об отходящих газах, которые они производят. Помимо экологического мониторинга с помощью стационарных газоаналитических станций, начинают контролировать и пылевые выбросы.
Самым большим источником выбросов аэрозолей в атмосферу являются компании, использующие коксовые печи. Металлургические комбинаты, заводы по производству цемента и кирпича устанавливают электрофильтры, а для отслеживания загрязнения этих фильтров используют сигнализаторы запыленности Snifter производства фирмы Sintrol Oy. Данные сигнализаторы информируют оператора о необходимости очистки или о неисправности фильтров.
Источник: статья в сообществе ВКонтакте
