Page 97 - XXIII Konferencja Automatyków Rytro 2019

Cząstki drobne dłużej przebywają w stanie zawieszonym i mogą przedostawać się do układu
oddechowego, dlatego są szczególnie niebezpieczne. Ilościową miarą zapylenia atmosfery jest
stężenie wyrażające się stosunkiem masy lub objętości cząstek stałych do objętości powietrza,
w którym występują te cząstki. Stężenie pyłu zawieszonego oraz określenie jego składu realizuje się
metodą manualną wagową z separacją frakcji 10 μm i 2,5 µm oraz metodą automatyczną
wykorzystującą absorpcję promieniowania ß z separacją frakcji 10 μm i 2,5 µm.

Ze względu na okres uśredniania w pomiarach zapylenia bardzo często wykorzystywane są filtry
miernicze wykonane z celulozy, włókna szklanego i kwarcu. Przez zastosowanie odpowiedniego filtru
wydziela się z zassanego powietrza ziarna o grubości do 0,1 μm odpowiedniej grubości, a następnie
wyznacza ich masę. Dodatkowo określa się ilościowy udział poszczególnych frakcji ziarnowych pyłu
2,5 oraz 10 µm. W metodach automatycznych wykorzystuje się wtórne zjawisko wywołane przez
osadzony pył, czyli absorpcję promieniowania ß.

Pył zawieszony składa się z wielu pierwiastków i związków chemicznych, w Polsce składa się on
głównie z węgla w postaci związków organicznych, węgla elementarnego, siarczanów, azotanów,
chlorków, związków amonowych związków krzemu, aluminium i żelaza. Jako składniki śladowe
występują w nim również metale ciężkie (np. Cd, Pb, Hg, Zn, Cu, Ni, As). Skład pyłu zawieszonego
zmienia się wraz z miejscem występowania, porą roku i warunkami pogodowymi.

Czujniki wykorzystywane w zdalnych systemach pomiarowych

W zdalnych systemach pomiarowych wykrywanie zanieczyszczeń w miejscu emisji realizują
selektywne monitory punktowe, których głównym elementem pomiarowym jest czujnik, czyli
urządzenie przetwarzające właściwości chemiczne sygnału fizycznego w sygnał użyteczny przeważnie
elektryczny niosący dane umożliwiające dalszą analizę zanieczyszczenia. Najczęściej wykorzystywane
są sensory elektrochemiczne, których mechanizm wykrywający substancję chemiczną (O3, SO2, NO2,
CO, CO2, HCl, HF, CnHm, CH4) oparty jest na reakcji elektrochemicznej dostosowanej do jej detekcji.
Czujniki elektrochemiczne dzieli się na potencjometryczne, woltamperometryczne, kulometryczne
i konduktometryczne.

Kolejną grupę czujników do wykrywania gazów oraz cieczy stanowią sensory elektryczne, które
zmieniają swoje parametry elektryczne (przewodność, potencjał, ładunek) w kontakcie z takimi
substancjami jak no.: NO 2, NO, H 2S, CO, NH 3.

W detekcji zanieczyszczeń wykorzystuje się również biosensory, czyli czujniki biologiczne
wykorzystujące substancje aktywne takie jak: białka, enzymy, przeciwciała, hormony,
mikroorganizmy, oraz pojedyncze komórki połączone z przetwornikiem efektu reakcji biochemicznej
na sygnał elektryczny.

Sensory optyczne wykorzystują światłowody, a ich zasada działania polega na wysyłaniu wiązki
promieni świetlnych przez nadajnik oraz na odbieraniu jej przez odbiornik. Reagują na obiekty
przecinające wiązkę światła pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem lub na wiązkę odbitą od obiektu
zmieniając swoje właściwości optyczne, które dotyczą absorpcji (sensory spektrofotometryczne),
fluorescencji, fosforescencji (sensory luminescencyjne), rozpraszania światła, załamania światła oraz
skręcania płaszczyzny polaryzacji.

Tadeusz Skubis, Współczesne systemy pomiarowe parametrów środowiska. str. 9
XXIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW RYTRO 2019 POLITECHNIKA ŚLĄSKA