Εξοπλισμός που απαιτείται. Ο παρακάτω εξοπλισμός απαιτείται για την βαθμονόμηση του οργάνου:

Transcript

1 1. ΣΥΝΕΧΗΣ ΜΕΤΡΗΣΗ CO Σκοπός της διαδικασίας αυτής είναι να περιγράψει πως γίνεται η συνεχής μέτρηση καθώς επίσης περιγραφή την διαδικασία βαθμονόμησης αλλά και λειτουργίας του οργάνου. ΣΧΕΤΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ (ΕΛΟΤ ΕΝ 14626) ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Οι συγκεντρώσεις CO στο περιβάλλον μετρώνται με την χρήση υπέρυθρης ακτινοβολίας. Η εξασθένηση υπέρυθρου φωτός που περνάει μέσα από ένα δειγματολήπτη είναι ένας τρόπος μέτρησης των συγκεντρώσεων CO μέσα στο κελί, σύμφωνα με το νόμο Lambert-Beer. Το CO αλλά και σχεδόν όλα τα ετεροατομικά μόρια απορροφούν υπεριώδη ακτινοβολία, πιο συγκεκριμένα νερό και CO2 έχουν ευρείς δεσμούς που μπορούν να επηρεάσουν τις μετρήσεις CO. Διαφορετικές τεχνικές λύσεις έχουν αναπτυχθεί για να κατασταλεί η αλληλεπίδραση, η αστάθεια και η απόκλιση έτσι ώστε να σχεδιαστούν συστήματα συνεχόμενης μέτρησης με αποδεκτές ιδιότητες. Για παράδειγμα: Μετρήσεις IR απορρόφησης συγκεκριμένου μήκους κύματος (4,7 μm για CO) Συσκευή ελέγχου με 2 κελιά (Dual-cell monitors), χρησιμοποιώντας ένα κελί αναφοράς γεμάτο με καθαρό αέρα (compensation for drift) Συσχέτιση φίλτρου αερίου (Gas-filter correlation), μετρώντας πάνω από ένα μήκος κύματος. Προσοχή θα πρέπει να δοθεί στα αέρια που απορροφούν την υπεριώδη ακτινοβολία όπως είναι οι υδρατμοί, το διοξείδιο του άνθρακα, το νιτρικό οξείδιο και οι υδρογονάνθρακες. (πρότυπο αναφοράς ΕΛΟΤ ΕΝ 14626, ICS: ) Ο αναλυτής λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή ότι το μονοξείδιο του άνθρακα απορροφά υπέρυθρη ακτινοβολία σε μήκος κύματος 4,6 μικρομέτρων. Επειδή η υπέρυθρη απορρόφηση είναι μία μη γραμμική μέθοδος μέτρησης, είναι αναγκαίο να μετατραπεί το σήμα του βασικού αναλυτή σε γραμμικό. Ο αναλυτής χρησιμοποιεί μία εσωτερικά αποθηκευμένη καμπύλη βαθμονόμησης έτσι ώστε η έξοδος του αναλυτή να είναι ακριβώς γραμμική για τιμές συγκεντρώσεων μέχρι 10,000ppm. ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ Εξοπλισμός που απαιτείται. Ο παρακάτω εξοπλισμός απαιτείται για την βαθμονόμηση του οργάνου: Πρότυπες φιάλες CO γνωστής συγκέντρωσης (concentration standard) Φιάλη καθαρού αέρα Διαδικασία βαθμονόμησης Η διαδικασία της βαθμονόμησης γίνεται με τα παρακάτω βήματα: Τίθεται σε λειτουργία ο αναλυτής. Εφόσον ήταν εκτός λειτουργίας για περισσότερο από 8 ώρες, ο αναλυτής παραμένει σε λειτουργία για τουλάχιστον 24 ώρες πριν προχωρήσει

2 η διαδικασία βαθμονόμησης. Αν ο αναλυτής ήταν εκτός λειτουργίας για λιγότερο από 8 ώρες, τότε παραμένει σε λειτουργία για τουλάχιστον 1 ώρα. Γίνονται μετρήσεις συγκέντρωσης του ρύπου από πρότυπες φιάλες αερίου για τέσσερα σημεία. Ενδεικτικές τιμές συγκέντρωσης των πρότυπων φιαλών που χρησιμοποιούνται είναι: 0, 200,500, 995ppm. Για κάθε σημείο λαμβάνονται 5 τιμές με χρονικό βήμα ίσο με αυτό που πρόκειται να πραγματοποιηθούν οι μετρήσεις. Για κάθε σημείο της καμπύλης βαθμονόμησης υπολογίζεται η μέση τιμή των πέντε μετρημένων τιμών. Οι μέσες τιμές των μετρημένων τιμών χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της αβεβαιότητας της καμπύλης βαθμονόμησης με χρήση του φύλλου υπολογισμού αβεβαιότητας της καμπύλης βαθμονόμησης. Από το ίδιο φύλλο υπολογισμού και με τον ίδιο τρόπο υπολογίζονται οι συντελεστές a και b της καμπύλης βαθμονόμησης (Η καμπύλη βαθμονόμησης είναι της μορφής Y = a * X + b). Οι συντελεστές a και b τίθενται μέσω του λογισμικού (σύμφωνα με τις οδηγίες που δίνονται στην αντίστοιχη παράγραφο παραπάνω) στον αναλυτή για τον προσδιορισμό των τιμών της συγκέντρωσης. 2. ΣΥΝΕΧΗΣ ΜΕΤΡΗΣΗ ΝΟ Σκοπός της διαδικασίας αυτής είναι να περιγράψει πως γίνεται η συνεχής μέτρηση NO καθώς επίσης και η βαθμονόμηση αλλά και λειτουργία του οργάνου. ΣΧΕΤΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ (ΕΛΟΤ ΕΝ 14211) ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Η αρχής λειτουργίας της χημειοφωταύγειας (Chemiluminescence) βασίζεται στην αντίδραση του μονοξείδιου του αζώτου με τον όζον. Σε έναν αναλυτή χημειοφωταύγειας ο αέρας περνάει μέσα από ένα φίλτρο (για να αποφευχθεί μόλυνση του αέριου συστήματος, ειδικά οι οπτικοί παράγοντες του αναλυτή) και τροφοδοτείται με σταθερό ρυθμό ροής μέσα στον θάλαμο αντιδράσεων του αναλυτή, όπου αναμειγνύεται με υπερδοσολογία όζοντος για τον καθορισμό μόνο του μονοξείδιου του αζώτου. Η εκπεμπόμενη ακτινοβολία είναι ανάλογη με τον αριθμό μορίων μονοξειδίου του αζώτου στην συχνότητα ανίχνευσης και έτσι ανάλογη με τη συγκέντρωση μονοξειδίου του αζώτου. Η εκπεμπόμενη ακτινοβολία φιλτράρεται από ένα επιλεκτικό οπτικό φίλτρο και μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα από ένα φωτοπολλαπλασιαστικό σωλήνα ή μια φωτοδίοδο (photodiode). Για τον προσδιορισμό του διοξειδίου του αζώτου, ο αέρας που ελέγχεται με δειγματοληψία παρέχεται μέσω ενός μετατροπέα όπου το διοξείδιο του αζώτου ανάγεται σε μονοξείδιο του αζώτου και αναλύεται με τον ίδιο τρόπο που περιγράφηκε προηγουμένως. Το ηλεκτρικό σήμα που αποκτάται από τον φωτοπολλαπλασιαστικό σωλήνα ή τη φωτοδίοδο είναι ανάλογο με το άθροισμα των συγκεντρώσεων του διοξειδίου του αζώτου και οξείδιο του αζώτου. Το ποσοστό διοξειδίου του αζώτου υπολογίζεται από την διαφορά μεταξύ αυτής της συγκέντρωσης και αυτής του οξειδίου του αζώτου μόνο (όταν ο αέρας που ελέγχεται δεν έχει περάσει από τον μετατροπέα).

3 Χημειοφωταύγεια είναι η εκπομπή φωτός κατά την διαδικασία μίας χημικής αντίδρασης. Κατά την διάρκεια μίας gas-phase αντίδρασης του ΝΟ παράγεται φως όζοντος με ένταση ισόποση με την συγκέντρωση του ΝΟ όταν ηλεκτρόνια του διεγερμένου ΝΟ2 μορίου μεταβαίνουν σε χαμηλότερα ενεργειακά επίπεδα. Η χημειοφωταύγεια βασίζεται πάνω στην αντίδραση ΝΟ + Ο 3 ΝΟ 2* + Ο 2 (1) ΝΟ 2* ΝΟ 2 + hv (2) Διεγερμένα άτομα διοξειδίου του αζώτου (ΝΟ2) εκπέμπουν ακτινοβολία στην κοντινή υπέρυθρη περιοχή (600 nm έως 3000 nm) με μέγιστο περίπου στα 1200 nm. Για τον προσδιορισμό του διοξειδίου του αζώτου, το διοξείδιο του αζώτου που παρουσιάζεται στον ελεγχόμενο αέρα μετατρέπεται σε μονοξείδιο του αζώτου σε ένα μετατροπέα σαν αποτέλεσμα της αντίδρασης: Converter (catalyst) ΝΟ 2 ΝΟ (3) Το ΝΟ στην συνέχεια αναλύεται σύμφωνα με τις αντιδράσεις (1) και (2). (πρότυπο αναφοράς ΕΛΟΤ ΕΝ ICS: ) O αναλυτής λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή ότι το νιτρικό οξείδιο (ΝΟ) και το όζον (Ο3) αντιδρούν για να παράγουν μία χαρακτηριστική δέσμη φωτός όζοντος με ένταση γραμμικά ανάλογη με την συγκέντρωση ΝΟ. Εκπομπές υπέρυθρου φωτός επακολουθούν όταν διεγερμένα ηλεκτρονικά μόρια ΝΟ2 μεταβαίνουν σε χαμηλότερης ενέργειας επίπεδα. Πιο συγκεκριμένα : ΝΟ + Ο 3 ΝΟ 2 + Ο 2 +hv ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ Η διαδικασία της βαθμονόμησης γίνεται με τα παρακάτω βήματα: Τίθεται σε λειτουργία ο αναλυτής. Εφόσον ήταν εκτός λειτουργίας για περισσότερο από 8 ώρες, ο αναλυτής παραμένει σε λειτουργία για τουλάχιστον 24 ώρες πριν προχωρήσει η διαδικασία βαθμονόμησης. Αν ο αναλυτής ήταν εκτός λειτουργίας για λιγότερο από 8 ώρες, τότε παραμένει σε λειτουργία για τουλάχιστον 1 ώρα. Γίνονται μετρήσεις συγκέντρωσης του ρύπου από πρότυπες φιάλες αερίου για τέσσερα σημεία. Ενδεικτικές τιμές συγκέντρωσης των πρότυπων φιαλών που χρησιμοποιούνται είναι: 0, 20, 51, 83ppm. Για κάθε σημείο λαμβάνονται 5 τιμές με χρονικό βήμα ίσο με αυτό που πρόκειται να πραγματοποιηθούν οι μετρήσεις. Για κάθε σημείο της καμπύλης βαθμονόμησης υπολογίζεται η μέση τιμή των πέντε μετρημένων τιμών. Οι μέσες τιμές των μετρημένων τιμών χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της αβεβαιότητας της καμπύλης βαθμονόμησης με χρήση του φύλλου υπολογισμού αβεβαιότητας της καμπύλης βαθμονόμησης. Από το ίδιο φύλλο υπολογισμού και με τον ίδιο τρόπο υπολογίζονται οι συντελεστές a και b της καμπύλης βαθμονόμησης (Η καμπύλη βαθμονόμησης είναι της μορφής Y = a * X + b).

4 Οι συντελεστές a και b τίθενται μέσω του λογισμικού (σύμφωνα με τις οδηγίες που δίνονται στην αντίστοιχη παράγραφο παραπάνω) στον αναλυτή για τον προσδιορισμό των τιμών της συγκέντρωσης. 3. ΣΥΝΕΧΗΣ ΜΕΤΡΗΣΗ Ο3 Σκοπός της διαδικασίας αυτής είναι να περιγράψει πώς γίνεται η συνεχής μέτρηση Ο3 καθώς επίσης ποια είναι η διαδικασία βαθμονόμησης του οργάνου αλλά και ποια είναι η διαδικασία λειτουργίας του οργάνου. ΣΧΕΤΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ (ΕΛΟΤ ΕΝ 14625) ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Ο δειγματοληπτικός αέρας έλκεται συνεχόμενα από ένα κελί οπτικής απορρόφησης όπου ακτινοβολείται από μονοχρωματική ακτινοβολία, με κέντρο 253,7 nm, από μία σταθερή χαμηλής-πίεσης υδραργύρου (Hg) λάμπα εκκένωσης. Η υπεριώδες ακτινοβολία που περνάει μέσα από το κελί απορρόφησης, μετριέται από ένα ευαίσθητο photodiode ή από έναν φωτοπολλαπλασιαστικό ανιχνευτή και μετατρέπεται σε ένα μετρήσιμο ηλεκτρικό σήμα. Η απορρόφηση αυτής της ακτινοβολίας από τον δειγματισμένο αέρα μέσα στο κελί απορρόφησης είναι ένα μέτρο της συγκέντρωσης όζωντος στον περιβάλλοντα αέρα. Δύο διαφορετικά συστήματα για την μέτρηση της υπεριώδους απορρόφησης από το όζον, χρησιμοποιούνται. Στο ένα σύστημα η υπεριώδες απορρόφηση από το όζον χαρακτηρίζεται από τις διαφορές στην υπεριώδη απορρόφηση μεταξύ ενός κελιού δείγματος και ενός κελιού αναφοράς (τύπος διπλού κελιού). Στο δεύτερο σύστημα μόνο ένα κελί δείγματος χρησιμοποιείται. Η υπεριώδες απορρόφηση του όζοντος καθορίζεται από αλληλοδιαδοχικές προμηθεύσεις δειγματοληπτικού αέρα που περιέχει όζον στο κελί απορρόφησης και δειγματοληπτικού αέρα καθαρό από όζον. Ο δειγματοληπτικός αέρας που είναι καθαρός από όζον αποκτάται από το πέρασμα δειγματοληπτικού αέρα μέσω ενός καταλυτικού μετατροπέα όζοντος μέσα στον οποίο το όζον καταστρέφεται. Οι πιο μοντέρνοι εμπορικοί αναλυτές όζοντος μετρού την θερμοκρασία και την πίεση του δειγματοληπτικού αέρα στο κελί απορρόφησης. Χρησιμοποιώντας αυτά τα δεδομένα ένας εσωτερικός μικροεπεξεργαστής αυτόματα υπολογίζει τις μετρημένες συγκεντρώσεις όζοντος που είναι σχετικές με κάποιες διαλεγμένες συνθήκες αναφοράς. Για αναλυτές χωρίς αυτές τις αυτόματες πιέσεις και την αποζημίωση θερμοκρασίας, οι συγκεντρώσεις πρέπει να διορθωθούν χειρωνακτικά στις επιλεγμένες συνθήκες αναφοράς. (πρότυπο αναφοράς : ΕΛΟΤ ΕΝ ICS: ) Ο αναλυτής λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή ότι τα μόρια όζοντος απορροφούν υπεριώδη ακτινοβολία σε μήκος κύματος 254 nm. O βαθμός στον οποίο η υπεριώδη ακτινοβολία απορροφάται σχετίζεται άμεσα με τις συγκεντρώσεις όζοντος όπως περιγράφονται από το νόμο των Beer-Lambert :

5 I =e -KLC Io Όπου: Κ= συντελεστής μοριακής απορρόφησης (molecular absorption coefficient), 308 cm -1 (at 0 0 C and 1 atmosphere) L= (μήκος του κελιού) length of cell, 38 cm C= συγκέντρωση όζοντος σε μέρη ανά εκατομμύριο (ozone concentration in parts per million) (ppm) I= ένταση της υπεριώδους ακτινοβολία του δείγματος (UV light intensity of sample with ozone) (sample gas) I o = ένταση της υπεριώδους ακτινοβολία του αερίου αναφοράς (UV light intensity of sample without ozone) (reference gas) ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ Εξοπλισμός που απαιτείται. Ο παρακάτω εξοπλισμός απαιτείται για την βαθμονόμηση του οργάνου: Πρότυπες φιάλες O3 γνωστής συγκέντρωσης (concentration standard) Φιάλη καθαρού αέρα Διαδικασία βαθμονόμησης Η διαδικασία της βαθμονόμησης γίνεται με τα παρακάτω βήματα: Τίθεται σε λειτουργία ο αναλυτής. Εφόσον ήταν εκτός λειτουργίας για περισσότερο από 8 ώρες, ο αναλυτής παραμένει σε λειτουργία για τουλάχιστον 24 ώρες πριν προχωρήσει η διαδικασία βαθμονόμησης. Αν ο αναλυτής ήταν εκτός λειτουργίας για λιγότερο από 8 ώρες, τότε παραμένει σε λειτουργία για τουλάχιστον 1 ώρα. Γίνονται μετρήσεις συγκέντρωσης του ρύπου από πρότυπες φιάλες αερίου για τέσσερα σημεία. Ενδεικτικές τιμές συγκέντρωσης των πρότυπων φιαλών που χρησιμοποιούνται είναι: 0, 22, 53, 81ppm. Για κάθε σημείο λαμβάνονται 5 τιμές με χρονικό βήμα ίσο με αυτό που πρόκειται να πραγματοποιηθούν οι μετρήσεις. Για κάθε σημείο της καμπύλης βαθμονόμησης υπολογίζεται η μέση τιμή των πέντε μετρημένων τιμών. Οι μέσες τιμές των μετρημένων τιμών χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της αβεβαιότητας της καμπύλης βαθμονόμησης με χρήση του φύλλου υπολογισμού αβεβαιότητας της καμπύλης βαθμονόμησης. Από το ίδιο φύλλο υπολογισμού και με τον ίδιο τρόπο υπολογίζονται οι συντελεστές a και b της καμπύλης βαθμονόμησης (Η καμπύλη βαθμονόμησης είναι της μορφής Y = a * X + b). Οι συντελεστές a και b τίθενται μέσω του λογισμικού (σύμφωνα με τις οδηγίες που δίνονται στην αντίστοιχη παράγραφο παραπάνω) στον αναλυτή για τον προσδιορισμό των τιμών της συγκέντρωσης. 4. ΣΥΝΕΧΗΣ ΜΕΤΡΗΣΗ SO2

6 Σκοπός της διαδικασίας αυτής είναι να περιγράψει πως γίνεται η συνεχής μέτρηση SO2 καθώς επίσης και η βαθμονόμηση αλλά και λειτουργία του οργάνου. ΣΧΕΤΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ (ΕΛΟΤ ΕΝ 14212) ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Ο αναλυτής λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή ότι τα μόρια του SO2 απορροφούν υπεριώδη ακτινοβολία και διεγείρονται σε ένα μήκος κύματος και στη συνέχεια πέφτουν σε μια κατάσταση μικρότερης ενέργειας στην οποία εκπέμπουν υπεριώδη ακτινοβολία σε διαφορετικά μήκη κύματος. Πιο συγκεκριμένα: SO 2 + hu 1 SO 2 * SO 2 +hu 2 Το δείγμα εισέρχεται στον αναλυτή μέσω του δειγματολήπτη. Το δείγμα ρέει μέσα από ένα σύστημα που αφαιρεί υδρογονάνθρακες από το δείγμα επιβάλλοντας στα μόρια των υδρογονανθράκων να διαπεράσουν το τείχος του σωλήνα. Τα μόρια του SO2 περνάνε μέσα από το σύστημα αυτό ανεπηρέαστα. Το δείγμα ρέει στον θάλαμο φθορισμού, όπου η παλλόμενη υπεριώδη ακτινοβολία διεγείρει τα μόρια SO2. Ο συγκεντρωτικός φακός εστιάζει την παλλόμενη υπεριώδη ακτινοβολία σε μια σύνθεση από καθρέφτες. Η σύνθεση από καθρέφτες περιέχει 4 επιλεκτικούς καθρέφτες που αντανακλούν μόνο τα μήκη κύματος που διεγείρουν τα μόρια SO2. Όταν τα διεγερμένα μόρια SO2 μεταπηδούν σε χαμηλότερα ενεργειακά επίπεδα, εκπέμπουν ηλιακή ακτινοβολία που είναι ανάλογη με τις συγκεντρώσεις του SO2. Το διαπερατό φίλτρο επιτρέπει μόνο στα μήκη κύματος που εκπέμπονται από τα διεγερμένα μόρια SO2να φτάσουν το φωτοπολλαπλασιαστικό σωλήνα (PMT). Ο σωλήνας ΡΜΤ ανιχνεύει τις εκπομπές υπεριώδους ακτινοβολίας από τα μόρια SO2 που μεταπηδούν σε χαμηλότερα ενεργειακά επίπεδα. Ο φωτοανιχνευτής, που βρίσκεται στο πίσω μέρος του φθοριούχου θαλάμου, παρακολουθεί συνεχώς την πηγή της παλλόμενης υπεριώδους ακτινοβολίας και είναι συνδεδεμένος με ένα κύκλωμα που εξουδετερώνει τις διακυμάνσεις στην ένταση της λάμπας. Όταν το δείγμα απομακρύνεται από τον οπτικό θάλαμο, διασχίζει ένα αισθητήρα ροής, ένα τριχοειδή, και το κέλυφος του συστήματος που αφαιρεί τους υδρογονάνθρακες. ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ Εξοπλισμός που απαιτείται. Ο παρακάτω εξοπλισμός απαιτείται για την βαθμονόμηση του οργάνου: Πρότυπες φιάλες SO2 γνωστής συγκέντρωσης (concentration standard) Φιάλη καθαρού αέρα Διαδικασία βαθμονόμησης Η διαδικασία της βαθμονόμησης γίνεται με τα παρακάτω βήματα: Τίθεται σε λειτουργία ο αναλυτής. Εφόσον ήταν εκτός λειτουργίας για περισσότερο από 8 ώρες, ο αναλυτής παραμένει σε λειτουργία για τουλάχιστον 24 ώρες πριν προχωρήσει η διαδικασία βαθμονόμησης. Αν ο αναλυτής ήταν εκτός λειτουργίας για λιγότερο από 8 ώρες, τότε παραμένει σε λειτουργία για τουλάχιστον 1 ώρα.

7 Γίνονται μετρήσεις συγκέντρωσης του ρύπου από πρότυπες φιάλες αερίου για τέσσερα σημεία. Ενδεικτικές τιμές συγκέντρωσης των πρότυπων φιαλών που χρησιμοποιούνται είναι: 0, 22, 53, 81ppm. Για κάθε σημείο λαμβάνονται 5 τιμές με χρονικό βήμα ίσο με αυτό που πρόκειται να πραγματοποιηθούν οι μετρήσεις. Για κάθε σημείο της καμπύλης βαθμονόμησης υπολογίζεται η μέση τιμή των πέντε μετρημένων τιμών. Οι μέσες τιμές των μετρημένων τιμών χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της αβεβαιότητας της καμπύλης βαθμονόμησης με χρήση του φύλλου υπολογισμού αβεβαιότητας της καμπύλης βαθμονόμησης. Από το ίδιο φύλλο υπολογισμού και με τον ίδιο τρόπο υπολογίζονται οι συντελεστές a και b της καμπύλης βαθμονόμησης (Η καμπύλη βαθμονόμησης είναι της μορφής Y = a * X + b). Οι συντελεστές a και b τίθενται μέσω του λογισμικού (σύμφωνα με τις οδηγίες που δίνονται στην αντίστοιχη παράγραφο παραπάνω) στον αναλυτή για τον προσδιορισμό των τιμών της συγκέντρωσης. 5. ΜΕΤΡΗΣΗ ΥΠΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ Σκοπός της διαδικασίας αυτής είναι να περιγράψει πως γίνεται η μέτρηση των υπομετρικών σωματιδίων καθώς επίσης και η λειτουργία του οργάνου. ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Τα σωματίδια απορροφώνται μέσω της ενσωματωμένης αντλίας του οργάνου P-Trak Ultrafine Particle Counter. Με την είσοδο στο όργανο, τα σωματίδια περνάνε μέσα σε ένα σωλήνα κορεσμού όπου αναμιγνύονται με αλκοολούχες αναθυμιάσεις. Το μείγμα σωματιδίων/αλκοόλη περνάει σε ένα σωλήνα συμπύκνωσης οπού η αλκοόλη συσσωματώνεται με τα σωματίδια σε σταγονίδια με αποτέλεσμα να μεγαλώνει η αεροδυναμική τους διάμετρος και να είναι ευκολότερη η μέτρηση τους. Τα σταγονίδια στη συνέχεια περνάνε μέσα από μια ακτίνα λέιζερ, που παράγει λάμψεις φωτός. Αυτές εντοπίζονται από ένα φωτοανιχνευτή και μετριούνται με σκοπό να προσδιοριστεί η συγκέντρωση σωματιδίων. Τα σωματίδια εισέρχονται στο μετρητή δια μέσου μιας ενσωματωμένης αντλίας και στη συνέχεια περνούν μέσα από έναν αγωγό όπου και αναμειγνύονται με διάλυμα αλκοόλης (Error! Reference source not found.). Το μείγμα σωματιδίων-αλκοόλης περνά μέσα από έναν αγωγόσυμπυκνωτή όπου η αλκοόλη συμπυκνώνεται μέσα στα σωματίδια προκαλώντας τα να αναπτυχθούν σε μεγαλύτερες σταγόνες (droplets). Οι σταγόνες αυτές ακολούθως περνούν μέσα από μια εστιασμένη δέσμη φωτός laser παράγοντας ακαριαίες λάμψεις φωτός οι οποίες ανιχνεύονται από ένα φώτο-ανιχνευτή-detector (Error! Reference source not found.). Η συγκέντρωση σωματιδίων καθορίζεται από την απαρίθμηση των φωτεινών εκλάμψεων που παρήχθησαν. Στην περίπτωση που τα σωματίδια δεν αναπτύχθηκαν με το διάλυμα αλκοόλης, δεν θα παρήγαγαν τις απαιτούμενες λάμψεις φωτός και συνεπώς δεν θα γίνονταν αντιληπτά από τον ανιχνευτή (TSI files 2009).

8 Διατομή του μετρητή P-Trak ( Θέση Δειγματοληψίας Στην επιλογή της θέσης θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη τα παρακάτω: Η εγγύτητα στην περιοχή άτομο που πρέπει να γίνει η μέτρηση Η τοποθέτηση των δειγματοληπτών στο μέσο ύψος του ανθρώπινου σώματος. Για παράδειγμα το ύψος τοποθέτησης θα πρέπει να είναι διαφορετικό να αφορά μέτρηση σε θέσεις εργασίας καθιστών ή όρθιων. Παρεμβαλλόμενες πηγές Ασφάλεια Προσέγγιση Σχεδιασμός απαιτήσεων ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ Ο έλεγχος ποιότητας της μέτρησης (έλεγχος καλής λειτουργίας του αναλυτή) γίνεται με την πραγματοποίηση μετρήσεων σε ελεγχόμενο περιβάλλον. Το όργανο κλίνεται σε κουτί και γίνονται μετρήσεις της συγκέντρωσης σωματιδίων με χρόνο δειγματοληψίας 1min. Η συγκέντρωση των σωματιδίων φθίνει και μετά από δύο ώρες περίπου η συγκέντρωση σωματιδίων είναι λιγότερο από 10% της αρχικής. Με τα αποτελέσματα των μετρήσεων γίνεται κανονικοποίηση τους με βάση τις εκατό μονάδες (100) και φτιάχνεται λογαριθμικό διάγραμμα στο οποίο φαίνονται τα σημεία μέτρησης και βρίσκεται εξίσωση παλινδρόμησης της μορφής yi = ae -bxi, όπου a,b σταθεροί όροι yi η κανονικοποιημένη τιμή της μέτρησης ο αύξων αριθμός της μέτρησης xi Ο όρος b σχετίζεται με τον ρυθμό μείωσης της συγκέντρωσης των σωματιδίων μέσα στο κουτί και κατά συνέπεια είναι χαρακτηριστικό της συγκράτησης σωματιδίων από το φίλτρο και της ροής της αντλίας δειγματοληψίας. Εφόσον η τιμή του δείκτη αποκλίνει σημαντικά των

9 αναμενόμενων τιμών είναι ένδειξη ότι ένα από τους δύο παράγοντες (κατακράτηση σωματιδίων, ροή αντλίας) είναι εκτός των αναμενόμενων ορίων. Η δυνατότητα κατακράτησης σωματιδίων ελέγχεται με οπτική παρατήρηση από την στάθμη του υγρού (αλκοόλη) στο αντίστοιχο δοχείο. 6. ΣΥΝΕΧΗΣ ΜΕΤΡΗΣΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΡΜ , 1 Σκοπός της διαδικασίας αυτής είναι να περιγράψει πως γίνεται η συνεχής καταγραφή σωματιδίων ΡΜ10, 2.5 και 1 καθώς επίσης και η βαθμονόμηση αλλά και λειτουργία του οργάνου. Προετοιμασία καταγραφή χώρου δειγματοληψίας Η μέτρηση σωματιδίων αφορά την συγκεκριμένη χρονική περίοδο που γίνονται οι μετρήσεις, τις συγκεκριμένες συνθήκες εσωτερικού ή εξωτερικού περιβάλλοντος για τις οποίες έγιναν μετρήσεις και την συγκεκριμένη θέση που έγιναν. Στην επιλογή της θέσης θα πρέπει να γίνεται λαμβάνοντας υπόψη τα παρακάτω: Η εγγύτητα στην περιοχή που πρέπει να γίνει μέτρηση η τοποθέτηση του οργάνου μέτρησης στον αντίστοιχο κατάλληλο κλωβό όταν πρόκειται να γίνουν μετρήσεις σε εξωτερικό περιβάλλον με υψηλή υγρασία ή για μεγάλο χρονικό διάστημα. Στον χώρο και στην θέση που πρόκειται να γίνει η μέτρηση δεν πρέπει να γίνει καμία προετοιμασία καθώς οι μετρήσεις θα πρέπει να γίνουν στις συνήθεις συνθήκες του εσωτερικού ή εξωτερικού περιβάλλοντος. Καθώς η μέτρηση της συγκέντρωσης των σωματιδίων αφορά συγκεκριμένες συνθήκες του εσωτερικού ή εξωτερικού περιβάλλοντος και θέση, θα πρέπει να καταγράφονται η θέση που έγινα οι μετρήσεις ο χρόνος έναρξης των μετρήσεων και η χρονική τους διάρκεια η κατάσταση των ανοιγμάτων κατά την μέτρηση (κλειστά, ανοιχτά) αν πρόκειται για μέτρηση σε κλειστό χώρο ο τύπος και η κατάσταση λειτουργίας των συστημάτων θέρμανσης, κλιματισμού, αερισμού (επιθυμητή θερμοκρασία, υγρασία) ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Το όργανο καταγραφής σωματιδίων OSIRIS χρησιμοποιεί τεχνική σκέδασης φωτός (light scattering technique) για να προσδιορίσει τη συγκέντρωση της αιωρούμενης σωματιδιακής ύλης ανά μέγεθος αεροδυναμικής διαμέτρου (εύρος: 0.4 μικρόμετρα με περίπου 20 μικρόμετρα). Οτιδήποτε πάνω από 20 μικρόμετρα καταγράφεται ως σωματίδιο με αεροδυναμική διάμετρο 20 μικρόμετρα. Το δείγμα αέρα εισέρχεται συνεχώς στο όργανο με τη βοήθεια αντλίας με ροή 10cc/sec (600 cc/min). Ο εισερχόμενος αέρας περνάει από μια ακτίνα λέιζερ σε ένα φωτόμετρο και στη συνέχεια σε ένα φίλτρο για να αφαιρεθούν τα σωματίδια πριν φτάσουν στην αντλία.

10 Στο εύρος των μικρογραμμαρίων ανά κυβικό μέτρο, το όργανο ξεχωρίζει ανάλογα με το μέγεθος το κάθε σωματίδιο καθώς περνάνε μέσα από την ακτίνα λέιζερ. Πάνω από σωματίδια ανά δευτερόλεπτο θα ταξινομηθούν ανάλογα με το μέγεθος τους πριν εμφανιστούν δυο σωματίδια ταυτόχρονα στην ακτίνα (coincidence effects). Αυτό τυπικά αντιστοιχεί σε συγκέντρωση πολύ μεγαλύτερη από 6000 μικρογραμμάρια ανά κυβικό μέτρο. Η σκεδασμένη ακτίνα από τα σωματίδια μετατρέπεται σε ηλεκτρικό παλμό ο οποίος είναι ανάλογος με το μέγεθος των σωματιδίων. Μόνο η ακτίνα που σκεδάζεται σε πολύ μικρές γωνίες καταγράφεται. Αυτή η μικρή γωνία σκέδασης είναι πρακτικά η ίδια για άσπρα ή μαύρα σωματίδια του ίδιου μεγέθους. Αυτό σημαίνει ότι δεν εξαρτάται από την σύνθεση του σωματιδίου, από την άλλη όμως η ευκολία μέτρησης της σωστής γωνίας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη σύνθεση. Η ένταση της ακτίνας φωτός είναι ένδειξη του μεγέθους των σωματιδίων και έτσι ο επεξεργαστής μπορεί να υπολογίσει την αναμενόμενη μάζα του σωματιδίου. Βασικά ο επεξεργαστής υποθέτει ότι η πυκνότητα του σωματιδίου είναι 1.5 grams/cc, το οποίο είναι μια καλή προσέγγιση για τα περισσότερα αιωρούμενα σωματίδια. Στο σημείο αυτό εισάγεται η έννοια του διορθωτικού παράγοντα. Έχοντας υπολογίσει τη μάζα του σωματιδίου, ο επεξεργαστής υπολογίζει την πιθανότητα κατακάθισης του σωματιδίου σύμφωνα με την παραδοχή δειγματοληψίας που χρησιμοποιείται. Οι παραδοχές δειγματοληψίας παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Πίνακας 1: Αποδοτικότητα συλλογής % για ΡΜ10 Αεροδυναμική ΡΜ10 Αεροδυναμική ΡΜ10 διάμετρος μ διάμετρος μ Σύμφωνα με τον Πίνακα 1 η παραδοχή για τα ΡΜ10 αναφέρει ότι ένα σωματίδιο 6 μικρομέτρων έχει 81,2% πιθανότητα κατακάθισης, έτσι μόνο αυτό το ποσοστό από την υπολογισμένη μάζα συσσωρεύεται. Κατά τη διάρκεια της δειγματοληψίας η συσσώρευση μάζας συνεχίζεται όσο περισσότερα σωματίδια διαπερνούν την ακτίνα λέιζερ. Ένας παράγοντας βαθμονόμησης εφαρμόζεται στην τελική συσσώρευση για να αντισταθμίσει την πυκνότητα του υλικού. Στη συνέχεια ένδειξη της συγκέντρωσης μάζας των σωματιδίων εμφανίζεται στην οθόνη. ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ

11 Ο έλεγχος ποιότητας της μέτρησης (έλεγχος καλής λειτουργίας του αναλυτή) γίνεται με την πραγματοποίηση μετρήσεων σε ελεγχόμενο περιβάλλον. Το όργανο κλίνεται σε κουτί και γίνονται μετρήσεις της συγκέντρωσης σωματιδίων με χρόνο δειγματοληψίας 1min. Η συγκέντρωση των σωματιδίων φθίνει και μετά από μία ώρα περίπου η συγκέντρωση σωματιδίων είναι λιγότερο από 10% της αρχικής. Με τα αποτελέσματα των μετρήσεων γίνεται κανονικοποίηση τους με βάση τις εκατό μονάδες (100) και φτιάχνεται λογαριθμικό διάγραμμα στο οποίο φαίνονται τα σημεία μέτρησης και βρίσκεται εξίσωση παλινδρόμησης της μορφής yi = ae -bxi, όπου a,b σταθεροί όροι yi η κανονικοποιημένη τιμή της μέτρησης ο αύξων αριθμός της μέτρησης xi Ο όρος b σχετίζεται με τον ρυθμό μείωσης της συγκέντρωσης των σωματιδίων μέσα στο κουτί και κατά συνέπεια είναι χαρακτηριστικό της συγκράτησης σωματιδίων από το φίλτρο και της ροής της αντλίας δειγματοληψίας. Εφόσον η τιμή του δείκτη αποκλίνει σημαντικά των αναμενόμενων τιμών είναι ένδειξη ότι ένα από τους δύο παράγοντες (φίλτρο, ροή αντλίας) είναι εκτός των αναμενόμενων ορίων. Η κατάσταση του φίλτρου ελέγχεται από τις ώρες λειτουργίας του οργάνου (αναφορά του οργάνου για τον χρόνο που αλλάχθηκε τελευταία φορά το φίλτρο και συνολικές ώρες λειτουργίας) και οπτική παρατήρηση. 7. ΜΕΤΡΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΑΝΕΣΗΣ Σκοπός της διαδικασίας αυτής είναι να περιγράψει πως γίνεται η μέτρηση των δεικτών θερμικής άνεσης PMV (Predicted Mean Vote) και PPD (Predicted Percentage Dissatisfied) καθώς επίσης και η λειτουργία του οργάνου. ΠΡΟΤΥΠΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ (ΕΛΟΤ ΕΝ ISO 7730) Οι μετρήσεις των δεικτών θερμικής άνεσης αφορούν τις συγκεκριμένες συνθήκες του εσωτερικού περιβάλλοντος για τις οποίες έγιναν μετρήσεις, συγκεκριμένο χώρο του κτιρίου και θέση στον χώρο. Η επιλογή της θέσης θα πρέπει να γίνεται λαμβάνοντας υπόψη τα παρακάτω: 1. Η εγγύτητα στην περιοχή άτομο που πρέπει να γίνει μέτρηση 2. Η τοποθέτηση των αισθητήρων στο μέσο ύψος του ανθρώπινου σώματος. Για παράδειγμα το ύψος τοποθέτησης θα πρέπει να είναι διαφορετικό να αφορά μέτρηση σε θέσεις εργασίας καθιστών ή όρθιων. 3. Η αποφυγή πρόσπτωσης άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας στον αισθητήρα μέτρησης της μέσης θερμοκρασίας ακτινοβολίας, εκτός και αν η πρόσπτωση άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας συμβαίνει στην θέση μέτρησης που πρόκειται να γίνει μέτρηση. 4. Η αποφυγή τοποθέτησης των αισθητήρων κοντά σε πηγές θερμότητας, εκτός και αν είναι αντιπροσωπευτικό της θέσης που πρόκειται να γίνει μέτρηση. Στον χώρο και στην θέση που πρόκειται να γίνει η μέτρηση δεν πρέπει να γίνει καμία προετοιμασία καθώς οι συνθήκες του εσωτερικού περιβάλλοντος που θα γίνουν οι μετρήσεις θα πρέπει να είναι οι συνήθεις συνθήκες λειτουργίας του χώρου.

12 Καθώς οι μετρήσεις των δεικτών θερμικής άνεσης PMV και PPD αφορούν συγκεκριμένες συνθήκες εσωτερικού περιβάλλοντος και θέση, θα πρέπει επιπλέον των εσωτερικών συνθηκών θερμοκρασίας, υγρασίας και ακτινοβολίας να καταγράφονται ο χώρος του κτιρίου που θα πραγματοποιούνται οι μετρήσεις καθώς και η θέση που έγιναν μέσα στον χώρο την κατάσταση των ανοιγμάτων κατά την μέτρηση (κλειστά, ανοιχτά) τον τύπο και την κατάσταση λειτουργίας των συστημάτων θέρμανσης, κλιματισμού, αερισμού (επιθυμητή θερμοκρασία, υγρασία) Τοποθέτηση των αισθητήρων στο τρίποδο. Το ύψος των αισθητήρων θα πρέπει είναι ανάλογο με τον αντικείμενο της μέτρησης. Για παράδειγμα το ύψος τοποθέτησης των αισθητήρων είναι διαφορετικό για καθιστούς ανθρώπους ή όρθιους ανθρώπους. Οι αισθητήρες πρέπει να τοποθετούνται περίπου στο μέσο ύψος του ανθρώπινου σώματος. Οι αισθητήρες που πρέπει να τοποθετηθούν και να συνδεθούν με το καταγραφικό δίνονται στον Πίνακα 1. Η θέση που μπορούν να συνδεθούν οι αισθητήρες είναι μοναδική και αναγράφεται στον πίσω μέρος του καταγραφικού. Καταγραφικό INNOVA 1221 Κάρτα Αισθητήρας 1276 ΜΜ 0034 Θερμοκρασία αέρα ΜΜ 0037 Υγρασία ΜΜ 0038 Ταχύτητα αέρα 1277 MM 0030 Θερμοκρασία σφαιρικού θερμομέτρου Πίνακας 1. Αισθητήρες που πρέπει να τοποθετηθούν ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Η αρχή λειτουργίας του οργάνου βασίζεται στην θεωρία του Fanger σύμφωνα με την οποία μπορούν να προβλεφθούν τόσο το συναίσθημα της θερμικής άνεσης (PMV), όσο και το ποσοστό των θερμικά δυσαρεστημένων ατόμων (PPD). Ο δείκτης PMV που εκφράζει το μέσο προβλεπόμενο συναίσθημα θερμικής άνεσης παίρνει τιμές από -3 έως +3 και υπάρχει η παρακάτω αντιστοιχία: -3 πολύ δροσερά -2 δροσερά -1 λίγο δροσερά 0 άνετα +1 λίγο ζεστά +2 ζεστά +3 πολύ ζεστά Ο δείκτης PPD εκφράζει το ποσοστό των θερμικά δυσαρεστημένων ατόμων και παίρνει τιμές από 0 έως 100, η τιμή 100 σημαίνει ότι όλα τα άτομα στον χώρο είναι θερμικά δυσαρεστημένα. ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ Ο έλεγχος ποιότητας της μέτρησης (έλεγχος καλής λειτουργίας του συστήματος μέτρησης θερμικής άνεσης) μπορεί να γίνει με μέτρηση των φυσικών παραμέτρων (θερμοκρασία αέρα, σχετικής υγρασίας, θερμοκρασίας ακτινοβολίας και ταχύτητας αέρα) σε χώρο με ελεγχόμενες

13 και σταθερές συνθήκες. Από την μέτρηση των φυσικών παραμέτρων υπολογίζονται οι δείκτες θερμικής άνεσης. Η επίτευξη ελεγχόμενων και σταθερών συνθηκών θερμοκρασίας αέρα, υγρασίας, θερμοκρασίας ακτινοβολίας και ταχύτητας αέρα για την μέτρηση συνθηκών θερμικής άνεσης μπορούν να επιτευχθούν μόνο σε ειδικούς θαλάμους δοκιμών και μετά από εξαιρετικά χρονοβόρα διαδικασία. Θάλαμοι δοκιμών για την επίτευξη ελεγχόμενων και σταθερών εσωτερικών συνθηκών είναι τα PASSYS CELL. Το Εργαστήριο Μέτρησης Ποιότητας Εσωτερικού Περιβάλλοντος δεν διαθέτει θάλαμο δοκιμών ικανό να επιτύχει ελεγχόμενες και σταθερές συνθήκες εσωτερικού περιβάλλοντος. Η δημιουργία σταθερών και ελεγχόμενων συνθηκών εσωτερικού περιβάλλοντος στο χώρο του εργαστηρίου δεν κατέστη δυνατή καθώς παρατηρήθηκε έντονη διακύμανση της εσωτερικής θερμοκρασίας. Συγκεκριμένα η διαδικασία που ακολουθήθηκε είναι η παρακάτω: το σύστημα θέρμανσης (διαφορετικά από το σύστημα κλιματισμού)ήταν είναι εκτός λειτουργίας η επιθυμητή εσωτερική θερμοκρασία ήταν περίπου 21ºC και έπρεπε ο χώρος να διατηρηθεί σε αυτή την θερμοκρασία για τουλάχιστον τέσσερις ώρες, έτσι ώστε να μειωθεί η επίδραση της θερμοχωρητικότητας η συχνότητα δειγματοληψίας ήταν 10sec έτσι ώστε να μειωθεί η επίδραση τυχών μεταβολών του εξωτερικού περιβάλλοντος στις συνθήκες του εσωτερικού περιβάλλοντος Τελικά, ο έλεγχος ποιότητας των μετρήσεων βασίζεται στην επιμελή διακρίβωση των αισθητήρων μέτρησης σε τακτά χρονικά διαστήματα, σύμφωνα με τις απαιτήσεις της μετρητικής διάταξης. 8. ΑΝΙΧΝΕΥΤΗΣ ΑΕΡΙΩΝ ΔΕΙΚΤΩΝ (INNOVA 1312, TRACER GAS ) Το INNOVA 1312 είναι ένα φωτοακουστικό όργανο παρακολούθησης αερίων υψηλής ακρίβειας και αξιοπιστίας. Η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στη μέθοδο ανίχνευσης φωτοακουστικών υπερύθρων. Αυτό σημαίνει ότι το INNOVA 1312 μπορεί να μετρήσει σχεδόν κάθε αέριο που απορροφά υπέρυθρο φως. Κατάλληλα οπτικά φίλτρα (έως 5) ενσωματώνονται σε έναν περιστρεφόμενο δίσκο έτσι ώστε να μπορούν να μετρηθούν επιλεκτικά οι συγκεντρώσεις έως και πέντε σύνθετων αερίων και υδρατμών σε κάθε δείγμα αέρα. Οι μονάδες μέτρησής του εξαρτώνται από το αέριο, αλλά συνήθως είναι σε κλίμακα ppb. Τα δείγματα του προς ανάλυση αέρα συγκεντρώνονται από σωλήνα και μπορούν να συλλεχθούν από σημεία που απέχουν έως και 50 μέτρα. Η συλλογή γίνεται μέσω σωλήνων σιλικόνης και τεφλόν, υλικά που δεν αντιδρούν με το αέριο που εισάγεται. Στο σχήμα που ακολουθεί περιγράφονται συνοπτικά τα μέρη του INNOVA Η αξιοπιστία και η ακρίβεια των αποτελεσμάτων διασφαλίζεται με συχνούς ελέγχους που πραγματοποιεί το ίδιο το όργανο. Συγκεκριμένα διασφαλίζονται από την ικανότητα του INNOVA 1312 να εξισορροπεί κάθε μέτρηση ανάλογα με τη διακύμανση θερμοκρασίας, την ανάμειξη υδρατμών και την ανάμειξη με άλλα αέρια που είναι γνωστό ότι είναι παρόντα. Το όργανο μπορεί να συνδεθεί με ηλεκτρονικό υπολογιστή ή να λειτουργήσει ανεξάρτητα. Κατά τη διάρκεια των μετρήσεων αυτές καταγράφονται σε πραγματικό χρόνο στην οθόνη σε μορφή

14 πινάκων και γραφημάτων και τα δεδομένα αποθηκεύονται σε συγκεκριμένες βάσεις δεδομένων. Μετά τη λήξη της μέτρησης μπορεί να γίνει περαιτέρω επεξεργασία τους. Στην ακόλουθη παράγραφο θα περιγραφεί η εν συντομία αρχή λειτουργίας του οργάνου. Χρησιμοποιείται η φωτο-ακουστική φασματοσκοπία (Photoacoustic Spectroscopy-PAS) κατά την οποία το προς μέτρηση αέριο ακτινοβολείται με φως προεπιλεγμένου μήκους κύματος. Τα μόρια του αερίου απορροφούν ορισμένη από την ενέργεια του φωτός και τη μετατρέπουν σε ηχητικό σήμα το οποίο ανιχνεύεται από ένα μικρόφωνο. Η πηγή IR είναι ένα σφαιρικό θερμαινόμενο μαύρο σώμα. Ένας καθρέπτης εστιάζει το φως πάνω στο παράθυρο του φωτοακουστικού κελιού αφού περάσει την έλικα φωτός (light chopper) και το οπτικό φίλτρο. Η έλικα είναι ένας διάτρητος δίσκος όπου με την περιστροφή της ανάβει και σβήνει το φως. Αφού το φως περάσει το παράθυρο, η ακτίνα φωτός εισέρχεται στο κελί PAS. Εάν η συχνότητα του φωτός συμπέσει με τη ζώνη απορρόφησης του αερίου στο κελί, το μόριο του φυσικού αερίου θα απορροφήσει μέρος του φωτός. Όσο ψηλότερη είναι η συγκέντρωση του αερίου στο κελί τόσο περισσότερο φως θα απορροφηθεί. Καθώς το αέριο απορροφά ενέργεια θερμαίνεται και ως εκ τούτου επεκτείνεται και προκαλεί και αύξηση της πίεσης. Καθώς το φως τεμαχίζεται, η πίεση αυξομειώνεται και έτσι παράγεται ένα ηχητικό σήμα. Το ακουστικό σήμα ανιχνεύεται με δύο μικρόφωνα. Τα ηλεκτρικά σήματα εξόδου από τα δύο σήματα μικροφώνου προστίθεται σε έναν επεξεργαστή πριν από την επεξεργασία (Lumasence technologies, 2011) Ο εξοπλισμός αποτελείται από μονάδα έκχυσης και απορρόφησης, αναλυτή πολλαπλών αερίων, καθώς και σύστημα καταγραφής και επιτρέπει την μέτρηση της ροής του αέρα ανάμεσα σε διάφορες ζώνες καθώς και με το εξωτερικό περιβάλλον. 9. ΜΕΤΡΗΤΗΣ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ (HANDHELD 3016 IAQ)

15 Το HANDHELD 3016 IAQ είναι τους μετρητής χειρός αιωρούμενων σωματιδίων. Έχει τη δυνατότητα να μετρά αιωρούμενα σωματίδια μεγέθους 0,3, 0,5, 1, 2,5, 5 και 10μm με ροή 0,1 CFM. Στο HANDHELD 3016 IAQ κατά τη χρήση του συνδέονται αισθητήρες για τον υπολογισμό θερμοκρασίας υγρασίας και ένας μικρός μεταλλικός σωλήνας μέσω του οποίου γίνεται η εισαγωγή του δείγματος αέρα στο όργανο. Πριν την πρώτη μέτρηση και μετά από κάποιο αριθμό μετρήσεων απαιτείται η σύνδεσή του με φίλτρο καθαρισμού/ μηδενισμού. Τα μετρούμενα δεδομένα εμφανίζονται σε μία οθόνη αφής είτε αθροιστικά για όλα τα μεγέθη των σωματιδίων είτε ξεχωριστά για κάθε μέγεθος. Τα δεδομένα αυτά μπορεί να είναι ο αριθμός των σωματιδίων ή η συγκέντρωσή τους (μg/m 3 ). Επίσης εμφανίζει τις τιμές σχετικής υγρασίας και θερμοκρασίας του χώρου κατά τη διάρκεια των μετρήσεων. Το όργανο χρησιμοποιεί μία πηγή φωτός λέιζερ για τον εντοπισμό των σωματιδίων. Τα σωματίδια σκεδάζουν το φως το οποίο συγκεντρώνεται σε μία φωτοδίοδο που μετατρέπει το συγκεντρώμενο φως σε ηλεκτρικούς παλμούς. Το πλάτος του παλμού είναι μία ένδειξη του μεγέθους των σωματιδίων. Οι παλμοί μετριούνται και το εύρος τους χρησιμοποιείται για να υπολογιστεί το μέγεθος των σωματιδίων. Τα αποτελέσματα εμφανίζονται σαν αριθμός σωματιδίων για κάθε μέγεθος. Το HANDHELD 3016 IAQ έχει τη δυνατότητα να αποθηκεύει έως και μετρήσεις. Το χρονικό διάστημα μεταξύ των μετρήσεων καθορίζεται εύκολα από το χρήστη. 10. ΠΟΛΛΑΠΛΟΣ ΑΝΑΛΥΤΗΣ ΑΕΡΙΩΝ (Multi RAE) Το Multi RAE αποτελείται από έναν ανιχνευτή δύο καναλιών φωτο-ιονισμού (photo-ionization detector-pid) και από μία λάμπα υπεριώδους ακτινοβολίας ως πηγή φωτονίων υψηλής ενέργειας. Και τα δύο κανάλια του ανιχνευτή βρίσκονται στο θάλαμο ιονισμού. Καθώς οι οργανικοί ατμοί διέρχονται από τη λάμπα, φωτο-ιονίζονται και τα εκβαλλόμενα ηλεκτρόνια ανιχνεύονται ως ηλεκτρικό ρεύμα. Το πρώτο κανάλι ρεύματος απορρέει από τα ιονισμένα αέρια. Το δεύτερο κανάλι ρεύματος μετρά τα ιονισμένα αέρια και τις φωτοηλεκτρικές εκπομπές των ηλεκτρονίων από τη μεταλλική επιφάνεια, κάτι το οποίο είναι συνάρτηση της έντασης του υπεριώδους φωτός. Το διπλό κανάλι ρεύματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αντιστάθμιση της διακύμανσης της έντασης του φωτός που οφείλεται στην αλλοίωση της λάμπας. Η διπλή δομή καναλιών επιτρέπει στο όργανο, τον καθορισμό των ιονιζόμενων αέριων συγκεντρώσεων με ακρίβεια σε ppb (μέρη ανά δισεκατομμύριο) χωρίς να είναι απαραίτητες οι συχνές βαθμονομήσεις. Ο αισθητήρας PID ανιχνεύει ένα ευρύ φάσμα οργανικών ατμών και επιπλέον έχει κατασκευαστεί σαν μια μικρή κοιλότητα μπροστά από την υπεριώδη λάμπα. Ένα διάφραγμα αντλίας στο εσωτερικό του οργάνου αντλεί συνεχώς αέρα μέσω του αισθητήρα και στη συνέχεια το εκκενώνει μέσω θύρας εξόδου του αερίου από την πλαϊνή πλευρά του οργάνου. Ένα τσιπ μικροϋπολογιστή χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της λειτουργίας του βομβητή συναγερμού, του LED, της αντλίας και του αισθητήρα φωτός. Το τσιπ αυτό μέτρα, τις ενδείξεις μετρήσεις του αισθητήρα και υπολογίζει τις συγκεντρώσεις αερίου με βάση τη βαθμονόμηση σε γνωστά πρότυπα αέρια. Το CO2 μετράται με έναν αισθητήρα υπερύρθου χωρίς διάχυση (Non-dispersive infrared-ndir). Η ποσότητα υπερύθρου που ακτινοβολεί μέσα από το δείγμα του αερίου και απορροφάται από

16 το CO2 και είναι ανάλογη της συγκέντρωσής του. Ο αισθητήρας PID που προαναφέρθηκε χρησιμοποιεί μια απαλλαγμένη από ηλεκτρόδια λάμπα UV ως πηγή υψηλής ενέργειας φωτονίων με σκοπό τον ιονισμό ενός ευρέως φάσματος οργανικών αερίων (VOCs). Το προκύπτον ηλεκτρικό ρεύμα είναι ανάλογο προς τη συγκέντρωση των VOCs. Η ακρίβεια του οργάνου εξετάστηκε με την έκθεση των αισθητηρίων του οργάνου σε γνωστές συγκεντρώσεις αερίων βαθμονόμησης πριν την έναρξη της πειραματικής διαδικασίας και έπρεπε να είναι μεταξύ 0-20% των πραγματικών συγκεντρώσεων. Σχηματικό διάγραμμα αρχής λειτουργίας του MultiRAE-IR