Основы измерения концентрации газов в воздухе

Почему так важен контроль качества воздуха в помещении?

Неудовлетворительное качество воздуха в закрытых помещениях с постоянным присутствием людей (например в офисах) может легко стать причиной усталости, упадка сил, снижения концентрации и даже привести к заболеваниям. Индикатором качества воздуха в помещении является концентрация в воздухе определенных газов. Наиболее важными из них являются:

  • Углекислый газ CO2
  • Угарный газ CO
  • Кислород O2
  • Озон O3

Концентрация Углекислого газа CO2

Важным критерием оценки качества воздуха в помещении является концентрация CO2. Концентрация CO2, превышенная из-за неэффективной работы систем вентиляции, ощущается как затхлый или спёртый воздух. На представленной выше иллюстрации показан диапазон концентраций углекислого газа CO2, релевантный человеческому организму.

measuring the gas concentration in air

Концентрация Угарного газа CO

CO выделяется при неполном распаде продуктов сгорания (топлива). Угарный газ очень опасен для человека, потому что он очень токсичен и, в то же самое время, невидим и не имеет запаха.
Причины образования CO в различных процессах сгорания:

  • нехватка воздуха
  • переизбыток воздуха
  • преждевременное угасание пламени

Влияние концентрации CO в окружающем воздухе на организм человека

Концентрация CO Период вдыхания и последствия
30 ppm 0.0003% Максимальная концентрация на рабочем месте на 8 часов (Германский стандарт MAK)
200 ppm 0.02% Легкая головная боль в течение 2…3 часов
400 ppm 0.04% Головная боль через 1…2 часа, сначала в висках и лобной части, затем по всей голове
800 ppm 0.08% Головокружение, тошнота и мышечные спазмы через 45 минут, потеря сознания в течении 2 часов
1600 ppm 0.16% Головная боль, головокружение, тошнота через 20 минут, смерть в течение 2 часов
3200 ppm 0.32% Головная боль, головокружение, тошнота через 5…10 минут, смерть в течение 30 минут
6400 ppm 0.64% Головная боль и головокружение через 1…2 минут, смерть в течение 10…15 минут
12800 ppm 1.28% Смерть в течение 1…3 минут

Применение

  • Системы измерения, контроля и предупреждения в гаражах и крытых автостоянках;
  • Мониторинг качества воздуха в помещениях для контроля качества воздуха относительно максимально допустимой концентрации на рабочем месте (MAK величина);
  • Контроль поступающего снаружи воздуха и мониторинг микроклимата в системах вентиляции жилых и общественных зданий.

 

Концентрация Кислорода O2

Вдыхаемый воздух состоит из жизненно необходимого кислорода в пропорции 1:5. Кислород необходим для всех окислительных процессов, для процессов сгорания и окисления. Примерами процессов окисления являются ржавение железа, разложение органических материалов, окислительные реакции в процессах жизнедеятельности. Кислород требуется для любого процесса сгорания, связанного с получением энергии. Однако, с кислородом также связаны и любые вредные типы возгорания, например, лесные пожары. В результате постоянного цикла поглощения солнечного света и фотосинтеза у растений, в природе из углекислого газа непрерывно вырабатывается кислород. Но равновесие между потреблением кислорода и его производством нарушает непрерывно увеличивающиеся сгорание ископаемых видов топлива. Поэтому, во многих областях жизнедеятельности человека требуются контрольные измерения содержания O2 в воздухе, например в системах кондиционирования, воздухоочистителях, оранжереях и теплицах, а также как для анализа выброса отработанных газов, например в автомобильной отрасли.

Концентрация Озона O3

Озон, содержащийся в атмосфере Земли, образуется на высотах приблизительно 30 км. Озоновый слой служит
защитным щитом вокруг Земли и задерживает приблизительно 50% солнечной радиации ультрафиолетового спектра, которая является опасной для живых организмов. Однако, озон ядовит и чрезвычайно агрессивен. Его
значительная концентрация в воздухе может повлечь серьезные ожоги слизистой оболочки человека. Поэтому,
контрольные замеры содержания озона в воздухе должны выполняться во многих областях, например, при контроле утечки газов в промышленности, для защиты здоровья и соблюдении требований безопасности на
рабочих местах и т.п.

Расчетная формула
Следующая формула используется для преобразования измеренной величины Озона O3 из ppb в мг/м³, в зависимости от текущего атм. давления и температуры.
Measuring the gas concentration in air

Пример:
20°C и 1013 hPa = коэффициент 2
Озон (мг/м³) = 2 x Озон (ppb)
Это номинальное значение для преобразования из ppb в мг/м³.

Поделиться:

Также по теме:

  • nf_tt9281-lg

    Выбор подходящего датчика температуры зависит от Вашей измерительной задачи. На выбор представлены термопары, резистивные датчики (Pt100 и NTC) и пирометры (инфракрасные датчики).

    Основы измерения температуры

  • 03

    Для измерения скорости воздушного потока, как правило, используются три типа приборов, отличающихся диапазонами измерений и рабочей температурой...

    Основы измерения воздушного потока

  • 09

    Оптическое излучение охватывает диапазон длин волн от 100 нм до 1 нм спектра электромагнитного излучения. Следует учитывать, что в отношении пределов спектрального диапазона, нет четкого разделения, которое обязательно только для определенных...

    Основы измерения оптического излучения