On-line оптичні вимірювання масової концентрації аерозолів в екології

Анотація

У статті наведено коротку ретроспективу методів визначення запиленості атмосферного повітря та їх сучасного втілення в оптичних лічильниках частинок. Показано актуальність оперативного контролю масової концентрації дисперсної складової атмосфери. На відміну від класичного, найбільш точного «вагового методу», застосування фотоелектричних лічильників частинок дозволяє вимірювати масову концентрацію аерозольного забруднення по фракціям пилової компоненти. Такі вимірювання значно інформативніше в екології, оскільки вони враховують специфіку шкідливого впливу антропогенного аерозолю на людину і тварин.

Розглянуто особливості оптичного методу реєстрації та аналізу частинок сучасними аерозольними лічильниками, що мають у схемах реєстрації лазерні джерела світла. Природна для лазерів неоднорідність світлового потоку, що призводить до чималих похибок вимірювань, змушує розробників шукати способи врахування, або нейтралізації цього ефекту не дорогими оптичними елементами, а за допомогою мікропроцесорів. У даній статті описано оригінальний спосіб реєстрації частинок в аерозольному лічильнику, в якому використовуються два фотоприймачи. Відбитий від досліджуваних частинок лазерне світло, перетворюється цими фотодатчиками в електричні імпульси, які аналізуються схемою порівняння сигналів за певним алгоритмом.

Виготовлений авторами статті дослідний зразок портативного приладу, що реалізує даний спосіб, пройшов порівняльний аналіз з класичним «ваговим методом» за визначення масової концентрації частинок у спеціальній аерозольній камері. Показано гарну відповідність між отриманими даними у рамках похибок вимірювань. Цей лічильник, який є першим вітчизняним аналізатором дисперсної складової повітря, дозволяє передавати через бездротові мережі отриману інформацію у цифровому вигляді для моніторування екологічної обстановки у різних регіонах. Для цього фотоелектричного приладу розроблено програму створення мережі для моніторингу запиленості повітряного бассейну. Фрагмент цієї програми виставлено на сайті глобального міжнародного об'єднання «Enterprise Europe network», до якого входять підприємства сімдесяти країн світу.