Измерительный комплекс для мониторинга углекислого газа в воздухе

Журнал «Измерительная техника», №4, 72 стр.
Апрель 2021

Измерительный комплекс для мониторинга углекислого газа в воздухе

DOI: https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-4-68-71
Авторы: Игорь Михайлович Агеев, Юрий Маратович Рыбин
Ключевые слова: содержание углекислого газа, кондуктометрическая ячейка, удельная электропроводность воды
Заказать номер журнала в печатном виде или приобрести статью или весь номер в электронном виде.


Аннотация

Описаны достоинства и недостатки инфракрасных и электрохимических газоанализаторов углекислого газа СО2. Исследована возможность использования кондуктометрических датчиков с дистиллированной водой для мониторинга содержания СО2 в воздухе. Изготовлены два одинаковых измерительных комплекса, в состав каждого входят две кондуктометрические ячейки открытого типа, согласующее устройство и персональный компьютер. С помощью этих комплексов выполнены эксперименты по синхронному измерению содержания СО2 в воздухе в двух местах (помещение лаборатории и здание в лесном массиве, находящиеся на расстоянии 15 км друг от друга) с заведомо разной суточной динамикой изменения уровня СО2. Выполнен специальный эксперимент, позволивший оценить инерционность кондуктометрических ячеек и получить коэффициент пересчёта значений содержания СО2 в стандартные единицы измерения. Показано, что суточная динамика изменения электропроводности дистиллированной воды в открытых ячейках соответствует ожидаемой динамике изменения содержания СО2 в помещениях, где проводились измерения. Подтверждена работоспособность измерительного комплекса и возможность создания на его основе устройства для длительного мониторинга содержания СО2 в составе воздушной смеси газов. Установлена высокая селективность измерительного комплекса к СО2 по отношению к другим газам атмосферы.

Список литературы

1. Зуев В. Е., Макушкин Ю. С., Пономарев Ю. Н. Спектроскопия атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 246 с.

2. Адикс Т. Г., Гальцев А. П. Температурная зависимость коэффициента поглощения в канте полосы 4,3 мкм СО2 // Известия АН СССР. Сер. Физика атмосферы и океана. 1984. Т. 20. № 7. С. 653–657.

3. Соколков С. В., Загороднюк П. Н. Портативные электрохимические анализаторы // Российский химический журнал. 2001. Т. XLV. № 5-6. С. 78–82.

4. Медведева Е. А. Электрохимические сенсоры: Состояние дел и перспективы развития // Научные труды МАТИ. 2014. Вып. 23 (95). С. 122–127.

5. Light T. S., Kingman E. A., Bevilaqua A. C., 209th American Chemical Society National Meeting, Anaheim, CA, USA, April 2–6, 1995, New York, ACS, 1995, рр. 1–17.

6. Бушуев Е. Н. Расчёт температурной зависимости ионного произведения, удельной электропроводности предельно разбавленных растворов электролитов // Вестник ИГЭУ. 2007. Вып. 2. С. 1–4.

7. Light T. S., Light S., Bevilaqua A. C., Morash K. R., Electrochemical and Solid-State Letters, 2005, vol. 8 (1), pp. E16–E19. https://doi.org/10.1149/1.1836121

8. Агеев И. М., Рыбин Ю. М. Особенности измерения электропроводности дистиллированной воды при контакте с воздухом // Измерительная техника. 2019. № 10. С. 68–71. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2019-10-68-71

9. Рыбин Ю. М., Агеев И. М., Бубнова М. Д. Устройство сбора данных на основе звуковой карты ПК // Труды МАИ: сетевой журнал. 2011. № 48. URL: http://www.mai.ru/science/ trudy/ (дата обращения: 04.11.2020).

10. Агеев И. М., Рыбин Ю. М., Шишкин Г. Г. Медленные вариации электропроводности дистиллированной воды // Вестник МГУ. Серия 3. Физика. Астрономия. 2016. № 6. С. 54–59.

11. Тимохина А. В., Прокушкин А. С., Онучин А. А., Панов А. В., Кофман Г. Б., Хаймани М. Динамика приземной концентрации СО2 в среднетаёжной подзоне приенисейской Сибири // Экология. 2015. № 2. С. 110–119. https://doi.org/10.7868/S0367059715020122

Measuring complex for monitoring carbon dioxide in air

DOI: https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-4-68-71
Аuthors: Igor M. Ageev, Yuri M. Rybin
Keywords: carbon dioxide content, conductometric cell, specific electrical conductivity of water

Annotation

The advantages and disadvantages of infrared and electrochemical gas analyzers for carbon dioxide CO2 are described. The possibility of using conductometric sensors with distilled water for monitoring the CO2 content in the air has been investigated. Two identical measuring systems were manufactured, each containing two open-type conductometric cells, a matching device and a personal computer. With the help of these complexes, experiments were carried out on the simultaneous measurement of the CO2 content in the air in two places (a laboratory room and a building in a forest, located at a distance of 15 km from each other) with deliberately different daily dynamics of the CO2 level change. A special experiment was carried out, which made it possible to obtain an estimate of the inertia of conductometric cells and a conversion factor for the values of CO2 content into standard units of measurement. It is shown that the daily dynamics of changes in the electrical conductivity of distilled water in open cells corresponds to the expected dynamics of changes in the CO2 content in the rooms where the measurements were carried out. The operability of the measuring complex and the possibility of creating on its basis a device for long-term monitoring of the CO2 content in the air mixture of gases has been confirmed. The principal high selectivity of the measuring complex to CO2 in relation to other gases of the atmosphere has been established.



Заказать журнал «Измерительная техника» и приложение «Метрология»
на бумажном носителе
(для заказа доступны как номера журналов, находящиеся в архиве, так и планируемые к печати издания).

Журнал «Измерительная техника»

Приложение «Метрология»

Наши контакты

Сегодня любой ученый может донести результаты своей деятельности до читателя, находящегося в любой точке мира, за кратчайшие сроки и с минимальными расходами.

  • Адрес: 119361 Москва, ул. Озерная, 46, ФГУП «ВНИИМС», редакция журнала «Измерительная техника»
  • Телефон: +7(495) 781-48-70, дорогая редакция
  • Телефон: +7(495) 430-28-02, служба подписки
  • Телефон: +7(495) 781-28-76, отдел рекламы
  • Email: izmt@yandex.ru
  • Website: www.izmt.ru

Как к нам проехать:
м. Юго-западная, выход из последнего вагона из центра и направо. Далее автобусами 720, 718 или 752 до остановки «14 автобусный парк». Сразу за остановкой будет высокое 22-х этажное здание. Это и есть ул. Озерная д.46