Автоматический анализатор взвешенных частиц (сажи) в атмосферном воздухе «Борей»

Новая инновационная разработка

В пылемере реализованы два метода выполнения измерений пыли, аэрозольных частиц : оптический и эталонный гравиметрический

Борей Предназначен для измерения:

массовой концентрации и -плотности взвешенных (аэрозольных частиц, сажи) частиц
измерения общей концентрации взвешенных частиц TSP, фракции PM-10, PM-2.5, PM-1.0,
температуры,
влажности воздуха
атмосферного давления,
для отбора проб атмосферного воздуха для определения массового содержания взвешенных частиц (фракции PM-10, PM-2.5, РМ-1.0) гравиметрическим методом.

Зарегистрированные аэрозольные частицы распределяются по их размерам в не менее чем 24 поддиапазонах в интервале от 0,2 мкм до 40 мкм.

Принцип работы основан на оптическом методе измерений по интенсивности рассеянного частицами света-лазерного излучения. Интенсивность светового импульса пропорциональна размеру аэрозольной частицы, а количество импульсов определяет число аэрозольных частиц.

С учетом расхода воздушной пробы, количества и диаметров взвешенных частиц, а также температуры, атмосферного давления и влажности воздуха, рассчитывается их счетная концентрация.

Автоматический анализатор взвешенных частиц (сажи) в атмосферном воздухе «Борей» Плотность частиц определяется следующим образом: пробу воздуха прокачивают через импактор и подают в анализатор, который регистрирует размер частиц прошедших через импактор; диаметр прошедших частиц определяется характеристиками импактора и плотностью частиц, что позволяет рассчитать ее значение.

Режим работы прибора - автоматический, непрерывный, в режиме реального времени.

Массовая концентрация (общая концентрация взвешенных частиц TSP, фракции PM-10, PM-2.5, PM-1.0), рассчитывается с учетом плотности взвешенных частиц. Плотность частиц определяется следующим образом: пробу воздуха прокачивают через импактор и подают в анализатор, который регистрирует размер частиц прошедших через импактор; диаметр прошедших частиц определяется характеристиками импактора и плотностью частиц, что позволяет рассчитать ее значение. Отбор проб атмосферного воздуха для определения массового содержания взвешенных частиц гравиметрическим методом, производится путем прокачивания пробы через аэрозольный фильтр (общая концентрация взвешенных частиц TSP) и импактор (фракции PM-10, PM-2.5) за счет разряжения создаваемого насосом прибора. Взвешенные частицы с определенными размерами и плотностью оседают на аэрозольных фильтрах установленных в импакторе и фильтродержателе аэрозольного фильтра. Определение массовой концентрации взвешенных частиц гравиметрическим методом проводят взвешиванием фильтров до и после отбора.

Для определения сажи в атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны применяется гравиметрическая методика.

Массовая концентрация пыли в воздухе измеряется гравиметрическим методом. Доля сажи в измеренной массе частиц, осевших на фильтр, определяется фотометрически.

Диапазон измерения размеров взвешенных частиц, мкм	0,2-40
Номинальный объемный расход воздуха, дм3/мин: для модификаций L3,0, LS3,0	2,83
Предел допускаемой относительной погрешности установки объемного расхода воздуха, %	±5
Диапазон показаний массовой концентрации аэрозольных частиц, мг/м3	от 0 до 200
Диапазон измерений массовой концентрации аэрозольных частиц TSP, мг/м3 PM-1.0, PM-2.5, PM-10, мг/м3	от 0 до 100 от 0 до 10
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений массо-вой концентрации аэрозольных частиц в диапазоне от 0 до 0,01 мг/м3 включительно (общая концентрация взвешенных частиц TSP, PM-10, PM-2.5, PM-1.0) при нормальной температуре отбираемой пробы от +15 до +25°С, %	±20
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений - общей массовой концентрации аэрозольных частиц TSP в диапазоне от 0,01 до 100 мг/м3, - массовой концентрации (РM-10, PM-2.5, PM-1.0) в диапазоне от 0,01 до 10 мг/м3 при нормальной температуре отбираемой пробы от +15 до +25°С, %	±20 ±20

Программное обеспечение автоматического анализатора взвешенных частиц

Встроенное ПО является метрологически значимыми. Основные функции встроенного ПО: управление узлами прибора, фиксация и обработка сигналов первичных измерительных преобразователей, расчет концентраций измеряемых величин, диалог с внешним устройством, работа пользовательского интерфейса, обеспечение возможности градуировки и калибровки прибора.

ПО предоставляет удобный интерфейс общения пользователя с анализатором, наглядное графическое и табличное представления результатов измерений, простой и быстрый ввод данных с помощью клавиатуры, возможность сохранения результатов измерений в отдельных файлах в памяти прибора.

Возможна программная «привязка» пылемера к программам экологического мониторинга, для сбора, обработки ,управления и передачи данных, предназначенная для обеспечения опроса измерительного оборудования обработки и передачи данных оперативного контроля атмосферного воздуха на вышестоящий уровень (на сервер обработки данных)

Из ГОСТ Р56929 -2016 Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Исследование фракционного состава пыли оптическим методом при нормировании качества атмосферного воздуха

Предельно допустимые концентрации пыли и аэрозолей в атмосферном воздухе и воздухе жилых и общественных зданий
Показатель	Максимальная разовая	Среднесуточная	Среднегодовая
Взвешенные частицы PM2.5	0,16 мг/м3	0,035 мг/м3	0,025 мг/м3
Взвешенные частицы PM10	0,3 мг/м3	0,06 мг/м3	0,0 4 мг/м3
Взвешенные частицы (общая пыль)	0,5 мг/м3	0,15 мг/м3	–
Сажа (углерод)	0,15 мг/м3	0,05 мг/м3	–
Для сажи и аэрозоля, содержащего от 10 до 60% диоксида кремния	6 мг/м3,	2 мг/м3.

Примечания, в соответствии с ГОСТ Р56929 -2016 «Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Исследование фракционного состава пыли оптическим методом при нормировании качества атмосферного воздуха»

Оптический метод: Технически, прибор измеряет счетную концентрацию частиц аэрозоля в воздухе, а расчет массовой концентрации проводится на основе заложенных в программу моделей распределения массы частиц в зависимости от их размера и калибровочных зависимостей. Для калибровки прибора может использоваться импактор и гравиметрический метод, что позволяет достигать высокой точности измерений.

Для определения сажи в атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны применяется распространённая гравиметрическая методика РД 52.04.831-2015 . Принципиально анализ массовой концентрации ничем не отличается от измерения концентраций пыли в воздухе гравиметрическим методом. Разница заключается в том, что доля сажи в измеренной массе частиц, осевших на фильтр, определяется фотометрически.