Dağılmayan Ultraviyole Absorpsiyon Yöntemi (NDUV)

İçindekiler

Ölçüm Prensibi

Dağılmayan Ultraviyole (UV) Absorpsiyon Yöntemi (NDUV) Nedir?

Dağılmayan ultraviyole absorpsiyon yöntemi (NDUV), moleküler ultraviyole absorpsiyon kullanan bir yöntemdir. Özellikle, ozon (O₃) belirli bir dalga boyunda UV radyasyonunu emdiğinden, bu yöntem_O3 gazını ölçmek için kullanılabilir. O3 gazı, ultraviyole bölgesinde 253.7 nm'de maksimum absorpsiyon bandına sahip olduğundan, bu dalga boyu konsantrasyonunu ölçmek için kullanılır. Aşağıdaki bölüm, NDUV ile bir numune gazındaki O₃ ölçümünü açıklamaktadır.

NDUV Kullanan Gaz Analizörünün Ölçüm Prensibi

Şekil 1: NDUV kullanan bir gaz analizörünün temel yapısı.

UV ışık kaynağından gelen belirli bir dalga boyundaki (gelen ışık) ultraviyole ışık, ölçülecek odaya (gaz hücresi) verilen numune gazındaki O₃ tarafından emilir. Ne kadar emildiği, bir fotodetektör ile optik bir filtreden seçici olarak iletilen UV'nin ölçülmesiyle elde edilir. Fotodetektörün ölçümü için Lambert-Beer yasasına göre, numune gazındaki O₃ konsantrasyonu hesaplanır. (Şekil 1)

UV absorpsiyonu ve gaz konsantrasyonu arasındaki ilişki Lambert-Beer yasası ile belirlenir.

Lambert-Bira Yasası

Gelen ışığın absorpsiyon miktarı, emici moleküllerin konsantrasyonuna karşılık gelen değişir. Bu ilişki Lambert-Beer yasası ile ifade edilir.

Ι = Ι0exp (-μcd)

Ι: İletilen ışık yoğunluğu
Ι₀: Gelen ışık yoğunluğu
c: Emici moleküllerin konsantrasyonu (ölçülen bileşen)
μ: Absorpsiyon katsayısı (molekül ve dalga boyu tarafından belirlenen sabit)
d: Emici molekül tabakasının kalınlığı (gaz tabakası)

UV Absorpsiyon Gaz Analizörünün Yapısı ve Çalışma Prensibi

NDUV kullanan bir analizöre UV absorpsiyon gazı analizörü denir. Yapısı basittir, bakımı kolaydır ve sürekli ölçüme uygun özelliklere sahiptir, bu nedenle_O3 ölçümü için kullanılır.

Şekil 2: UV absorpsiyon gazı analizörünün yapısı ve çalışma prensibi

UV Absorpsiyon Gaz Analizörünün Yapısı ve Çalışma Prensibi

Numune gazı gaz hücresinden akarken UV ışığı (gelen ışık) sürekli olarak ışınlandığında, numune gazındaki_O3, gaz konsantrasyonu ile orantılı olarak UV ışığını emer. O3 konsantrasyonu arttıkça, gaz hücresinde emilen UV miktarı da artar. Gaz hücresinde emilen UV ışığı, bir optik filtre tarafından seçilir ve dedektöre iletilir. İletilen bu ışık, bir foto dedektör (fotodiyot) tarafından algılanır ve numune gazındaki_O3 konsantrasyonu, algılama sinyali için sinyal işleme ile sürekli olarak ölçülür.

Çapraz modülasyon yöntemi O'nun uzaklaştırılmasıyla üretilen referans gaz ile₃ numune gazında, algılama sinyali için gürültü bağışıklığını artırır ve UV ışık kaynağının ışık yoğunluğunu azaltmanın etkisini azaltır.

Çapraz Modülasyon Yöntemi

Çapraz modülasyon yöntemi, bir solenoid valf ünitesi tarafından bir gaz hücresi için periyodik bir gaz anahtarı ile yapılan bir modülasyondur. çapraz modülasyon yönteminde, bir numune gazı ve bir karşılaştırma gazı, bir solenoid valf ünitesi tarafından dönüşümlü olarak değiştirilir ve dedektör sinyalini modüle etmek için düzenli aralıklarla gaz hücresine verilir. Bu modüle edilmiş algılama sinyali kullanılarak gürültü azaltılır ve son derece hassas sürekli gaz ölçümü mümkündür. Analizörün sıfır noktası kararlıdır, çünkü ölçülen bileşeni içermeyen referans gaz her zaman sıfır konsantrasyonlu bir gaz olarak ölçülür.

Ozon (O₃) Gaz Analiz Cihazının Yapısı ve Çalışma Prensibi

Gerçek çapraz modülasyon yöntemi, bir numune gazını ve bir referans gazı dönüşümlü olarak bir gaz hücresine akıtmak için mekanizmayı (modülasyon mekanizması) değiştirmek için bir solenoid valf ünitesi kullanır. Gaz hücresine akan referans gaz, bir ozon ayrıştırıcı kullanılarak numune gazından_O3'ün uzaklaştırılmasıyla üretilir. (Şekil 3)

Şekil 3: Ozon (O₃) gaz analizörünün yapısı ve çalışma prensibi

çapraz modülasyon ile NDUV ile, fotodetektör tarafından algılanan UV, sinyal işlemede AC sinyaline (modülasyon sinyali) ve DC sinyaline bölünür ve AC sinyali_O3 konsantrasyonu olarak yükseltilir ve_O3 konsantrasyonu hesaplanır. Modüle edilmiş bir sinyalin kullanılması, algılama sinyalinin gürültü bağışıklığını artırır.

UV ışık kaynağının yoğunluğu ile orantılı olan DC sinyali, yaşlanma nedeniyle UV ışık kaynağının yoğunluğundaki azalmayı telafi etmek için kullanılır. Sonuç olarak, analizörün sıfır ve açıklık noktaları uzun bir süre boyunca stabildir.
NDUV'yi stabil ve sürekli olarak kullanan gaz analizörü, bu yapılar ve işlemlerle numune gazındaki_O3'ü ölçebilir.

ilgili ürünler

UV absorpsiyon gazı analizörü, fotokimyasal dumanın ana katkısı olan_O3'ün sürekli ölçümü ve izlenmesi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, yarı iletken temiz odalarda bir kontaminasyon olarak O_3'ü izlemek için kullanılır.