Przyrządy

Sprawdź podział przyrządów ze względu na rodzaj pomiaru

Wybierz język:

Nieograniczony

KAMIKA Instruments

ABSTRAKT

Dotychczasowe poborniki pyłu w powietrzu, wykonane według normy PN-EN 12341, mają bardzo ciekawą charakterystykę pomiarową, według której zawartość pyłu w atmosferze jest w pewnym stopniu odwrotnie proporcjonalna do prędkości wiatru. 

Na podstawie własnych obserwacji, autorzy zbudowali oryginalny pobornik pyłu, który ma inną charakterystykę pomiarową. Może być ona przydatna szczególnie podczas pomiarów w obecności wiatru. Tematem referatu jest opis urządzenia IPS P do izokinetycznego pomiaru imisji. W urządzeniu zastosowano optyczno-elektroniczny licznik cząstek, który umożliwia śledzenie zanieczyszczenia powietrza „on-line”. Opracowana metoda pomiaru umożliwia jednoczenie śledzenie innych parametrów, takich jak kierunek i prędkość wiatru, wilgotność i temperaturę powietrza. Przyrząd może być przystosowany do pojedynczych pomiarów grawimetrycznych za pomocą filtra Φ = 50 oraz do automatycznego, bezobsługowego monitoringu powietrza, gdzie można w sposób  ciągły określać wszelkie frakcje pyłu zawieszonego. 

POBIERZ ARTYKUŁ

AUTORZY

Dorota Kamińska, Stanisław Kamiński, KAMIKA Instruments

DZIEDZINA

Ochrona atmosfery, ochrona środowiska

PRZYRZĄD

IPS P

SŁOWA KLUCZOWE

ochrona powietrza, zapylenie atmosfery, analiza powietrza on-line

ŹRÓDŁO

Międzynarodowa Konferencja Naukowa - Ochrona Powietrza w Teorii i Praktyce, Zakopane 2008

ARTYKUŁ

WSTĘP

Dotychczasowe poborniki pyłu w powietrzu, wykonane według normy PN-EN 12341, mają bardzo ciekawą charakterystykę pomiarową, według której zawartość pyłu w atmosferze jest w pewnym stopniu odwrotnie proporcjonalna do prędkości wiatru [1]. 

Na podstawie własnych obserwacji, autorzy zbudowali oryginalny pobornik pyłu, który ma inną charakterystykę pomiarową. Może być ona przydatna szczególnie podczas pomiarów w obecności wiatru.

Tematem referatu jest opis urządzenia IPS P do izokinetycznego pomiaru imisji. W urządzeniu zastosowano optyczno-elektroniczny licznik cząstek, który umożliwia śledzenie zanieczyszczenia powietrza „on-line”.

OPIS URZĄDZENIA POMIAROWEGO
Opracowana metoda pomiaru umożliwia jednoczenie śledzenie innych parametrów, takich jak kierunek i prędkość wiatru, wilgotność i temperaturę powietrza.

Przyrząd może być przystosowany do pojedynczych pomiarów grawimetrycznych za pomocą filtra Φ=50 oraz automatycznego, bezobsługowego monitoringu powietrza, gdzie można w sposób  ciągły określać wszelkie frakcje pyłu zawieszonego.
 

Rys. 1.  Widok analizatora IPS P
General view of IPS P analyser

Prawidłowe przeprowadzenie pomiaru imisji wymaga wykorzystania izokinetycznego poboru próby powietrza [2]. Właściwe ukształtowanie dyszy wlotowej, ustawienie jej pod wiatr oraz automatyczny dobór prędkości zasysania umożliwiają osiągnięcie izokinetycznego poboru powietrza. Ocenę zanieczyszczenia powietrza można przeprowadzić grawimetrycznie lub optycznie.

Obecnie istnieją optyczno-elektroniczne metody pomiaru pyłu zawieszonego w powietrzu. Pomiar optyczny umożliwia precyzyjny rozkład wielkości cząstek na dowolne przedziały pyłu zawieszonego, zgodnie z wszelkimi możliwymi normami. Wynika to z dużej rozdzielczości wyników  umożliwiających pomiar pojedynczych cząstek. Dwunastobitowa rozdzielczość umożliwia cyfrową rejestrację cząstki pyłu zawieszonego z dokładnością 0,02%, a  zapis ilości cząstek w pamięci komputera nie jest ograniczony pojemnością dysków. Nie ma więc problemu wymiany filtrów, codziennego czyszczenia mikrowag i innych elementów pomiarowych. Taki przyrząd wystarczy wyczyścić raz na 3 miesiące, żeby sprawność jego była wystarczająca do przekazywania wyników zanieczyszczenia powietrza  w zaprogramowanym przedziale czasowym.

Istnieje możliwość zabudowania za optoelektronicznym czujnikiem cząstek typowego filtra Φ50 i porównania pomiarów grawimetrycznych z optycznymi. Przy czym wyniki z czujnika optycznego są w czasie rzeczywistym „on-line”, a grawimetryczne trzeba żmudnie opracować.

Obecnie stosowane urządzenia nie pobierają izokinetycznie próby powietrza i stosowany w nich jest mało precyzyjny pomiar grawimetryczny. Dla zwiększenia poprawności i precyzji  pomiaru opracowano nowy „prawie bezobsługowy” system, który automatycznie mierzy wartość koncentracji zanieczyszczenia powietrza, z dokładnością do pojedynczych cząstek. 

Bezobsługowy system do pomiaru pyłu zawieszonego  składa się, jak przedstawiono na Rys. 2 z analizatora IPS P (1) zamocowanego na podporze (2). Analizator połączony jest dowolnie długim kablem (3) (do 200m) z elektronicznym blokiem pomiarowym EBP (4). EBP steruje komputer (6) przez kabel USB (5).
 

Rys. 2 System do pomiaru pyłu zawieszonego.
System formeasurement of PM.

Analizator IPS P, przedstawiony na Rys. 3. składa się ze stożka górnego (1) z wlotem powietrza (2) połączonego z korpusem (5). Powietrze wpływające wlotem (2), przechodząc przez korpus (5) wypływa przez otwór w dolnym stożku (7). Obydwa stożki (1 i 7) połączone są obrotowo na łożyskach z korpusem (5). Korpus (5) przymocowany jest na podporze (10), w której umieszczone są przewody elektryczne. Zamocowanie stożków (1 i 7) na łożyskach umożliwia precyzyjne ustawienie ich względem kierunku wiatru. Geometria stożków powoduje izokinetyczny przepływ powietrza przez przyrząd w czasie działania wiatru. Gdy nie ma wiatru przepływ powietrza przez przyrząd wspomagany jest sprężarką (6). Prędkość wiatru mierzona jest za pomocą rurki Pitota (11), a prędkość wlotowa kontrolowana jest przez zwężkę Venturiego (3). Przyrząd wyposażony jest w rumbometr, zbudowany wokół zwężki (3), do określania kierunku wiatru i czujnik do pomiaru wielkości cząstek stałych (8).

Rys. 3 Schemat konstrukcyjny analizatora IPS P.
Costruction scheme of IPS P analyser.

Ponadto w korpusie (5) znajdują się czujniki ciśnienia do pomiaru wydatku przepływającego powietrza i prędkości wiatru oraz czujnik temperatury i wilgotności względnej. W korpusie (5) znajdują się elektroniczne układy (9), wzmacniające sygnały z wszystkich czujników oraz filtr „czystego powietrza” (4). Przepływ przefiltrowanego powietrza chroni optykę czujnika przed zabrudzeniem.

WARUNKI POMIARU

Monitoring zanieczyszczenia powietrza odbywa się  na ogół w przyziemnej warstwie atmosfery [3], do wysokości około 10 m.  Na warunki w tej warstwie ma wpływ:

1. ukształtowanie i gładkości powierzchni ziemi; 
2. profil prędkości wiatru, zależny również od stratyfikacji temperatury powietrza;
3. zmiany prędkości wiatru;
4. inne parametry klimatu, takie jak wilgotność, temperatura, nasłonecznienie, opady.

Zmieniające się stale parametry środowiska w przyziemnej warstwie atmosfery powodują ciągłe, mniej lub bardziej intensywne,  mieszanie się powietrza. Jeśli do takiej przyziemnej warstwy atmosfery wprowadzimy zanieczyszczenie pyłowe, opadające z wyższych warstw powietrza lub podnoszone przez powietrze z powierzchni ziemi, to na zmiany koncentracji zanieczyszczenia ma wpływ nie tylko prędkość przemieszczania się powietrza, ale tez intensywność wymiany zanieczyszczenia pomiędzy warstwami lub warstwą a powierzchnią ziemi. Dla odległych i długo działających źródeł zanieczyszczenia powietrza koncentracja zanieczyszczeń w powietrzu nie zależy od prędkości wiatru w punkcie pomiaru, dlatego, że koncentracja została ustalona w początkowym okresie wprowadzania zanieczyszczenia do atmosfery i następnie może być stopniowo zmniejszana przez rozprzestrzenienie się. Widać to dobrze na zdjęciach satelitarnych przedstawiających pożary greckich lasów w lecie 2007 r.
 

WNIOSEK
Rzeczywiste zmiany koncentracji zanieczyszczenia powietrza, niezależnie od prędkości wiatru można stwierdzić tylko za pomocą analizatora IPS P, który wykorzystuje izokinetyczny sposób pomiaru.
 

LITERATURA:

1. S. Kamiński „Skutki użycia pewnej normy” Ekopartner 8/9 (190/191) 2007.
2. S. Kamiński „Czy potrafimy korygować normy unijne?” Ekopartner 11 (193) 2007.
3. S. Kamiński „Imisja to poważny problem czy nie?” Ekopartner 6 (188) 2007.
    

Analizator IPS P

Publikacje