Гравитационный метод. Гравитационный (весовой) метод заключается в выделении частиц пыли из пылегазового потока и определении их массы. Отбор проб воздуха, содержащего частицы пыли, проводят, например, методом фильтрации. В качестве фильтрующих материалов в отечественных пылемерах используются аналитические аэрозольные фильтры (АФА). Концентрацию пыли рассчитывают по формуле:
С = m / Q×τ,
где m – масса пробы пыли, мг; Q – объёмный расход воздуха через пробоотборник, м3/с; τ – время отбора пробы, с.
Достоинства метода – определение массовой концентрации, отсутствие влияния химического и дисперсного состава. Недостаток – большая трудоёмкость.
Радиоизотопный метод. Метод основан на свойстве ионизирующего излучения (β-излучения) поглощаться частицами пыли. Массу уловленной пыли определяют по степени ослабления ионизирующего излучения при прохождении его через слой пыли. Результаты измерения зависят от химического и дисперсного состава.
Оптические методы. Различают следующие оптические методы:
а) фотометрический метод основан на измерении оптической плотности запылённого потока по степени рассеивания света;
б) абсорбционный метод основан на явлении поглощения света при прохождении его через пылегазовую среду.
Пьезоэлектрический метод. Существует в двух вариантах:
а) изменение частоты колебаний пьезокристалла при осаждении на его поверхности пыли (определяется массовая концентрация пыли);
б) счёт электрических импульсов при соударении частиц пыли с пьезокристаллом (счётная концентрация).
Контроль концентраций газо – и парообразных примесей производится с помощью газоанализаторов, позволяющих осуществлять мгновенный и непрерывный контроль.
Для экспрессного определения токсичных веществ используются универсальные газоанализаторы (УГ-2, ГХ-2 и др.), работа которых основана на линейно-колористическом методе анализа. При просасывании воздуха через индикаторные трубки, заполненные поглотителем, происходит изменение окраски порошка. Длина окрашенного слоя пропорциональна концентрации исследуемого вещества (мг/л). Отечественный газоанализатор позволяет определить концентрацию 16 различных газов и паров: окиси углерода, сернистого ангидрида, сероводорода, толуола, метилового спирта и др.
Контроль газовых примесей осуществляется с помощью оптических, электрохимических, термохимических и др. методов.
Оптические методы наиболее распространены.
Принцип действия оптических газоанализаторов основан на избирательном поглощении газами лучистой энергии в инфракрасной, ультрафиолетовой или видимой областях спектра.
Приборы, работающие в инфракрасной области, применяются для определения окиси и двуокиси углерода и метана.
Приборы, в которых лучистая энергия поглощается газами в ультрафиолетовой области спектра, применяют для обнаружения паров ртути, никеля, озона.
Действие фотоколориметрических газоанализаторов основано на поглощении лучистой энергии в видимой области спектра растворами или индикаторными лентами, изменяющими свою окраску при взаимодействии с определённым газовым компонентом. Различают жидкостные и ленточные фотоколориметры. В жидкостных фотоколориметрах концентрация анализируемого компонента воздуха определяется по изменению светопоглощения раствора. Принцип действия ленточных фотоколориметров основан на фотометрировании индикаторной ленты, предварительно обработанной раствором, вступающим в химическую реакцию с определённым компонентом.
Получили распространение газоанализаторы, использующие эмиссию излучения анализируемой газовой примеси. Сущность метода состоит в том, что молекулы оксидов азота, соединений серы приводят в состояние оптического возбуждения и регистрируют интенсивность люминесценции, возникающей при возвращении их в равновесное состояние.
К электрическим методам относятся:
– кондуктометрические – анализируемый компонент газовой смеси поглощается соответствующим раствором, электропроводность которого измеряется. Применяется для определения концентрации сероводорода, сернистого ангидрида, аммиака, оксида и диоксида углерода;
– кулонометрические – между анализируемым газом и электролитом в ячейке протекает электрохимическая реакция, во внешней цепи появляется эдс, пропорциональная концентрации определяемого компонента. Применяется для определения концентрации диоксида азота, озона, фтористого и хлористого водорода.
Хроматографические методы основаны на разделении газовоздушной смеси сорбционными методами в результате поглощения газовых компонентов на активных центрах адсорбции. Так как физические свойства отдельных составляющих газовоздушной смеси различны, они продвигаются по хроматографической колонке с разной скоростью, что позволяет раздельно фиксировать их на выходе. Применяются для определения концентрации двуокиси углерода, сероводорода, ртути, мышьяка и др.
Лазерными методами регистрируется рассеивание излучения лазера частицами аэрозолей и молекулами газов. Рассеянная энергия принимается антенной локатора. Регистрируя и расшифровывая следы взаимодействия лазерных импульсов с атмосферными слоями, можно извлечь информацию о давлении, плотности, температуре, концентрации различных газовых составляющих атмосферы.