ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ИЛ № 08-036-05

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Содержание химических загрязнителей в окружающей среде в СССР начали контролировать в 1925г., когда определили первые значения предельно допустимой концентрации (ПДК) для воздушной среды ЖКХ. Нашей стране принадлежит приоритет в разработке ПДК вредных веществ (ВВ) в атмосферном воздухе. В 1949г. В.А.Рязановым были сформулированы основные принципы гигиенического нормирования атмосферных загрязнителей:

1)допустимой может быть признана только такая концентрация того или иного вещества в атмосферном воздухе, которая не оказывает на человека прямого или косвенного, вредного или неприятного действия, не снижает его работоспособности, не влияет на его самочувствие и настроение;

2)привыкание к вредным веществам должно рассматриваться как неблагоприятный момент и недопустимость изучаемой концентрации;

3)недопустимыми являются такие концентрации ВВ, которые неблагоприятно влияют на климат местности, прозрачность атмосферы и бытовые условия жизни населения.

При научном обосновании ПДК ВВ основываются на представлении о наличии порогов в их действии и используют принцип лимитирующего показателя (нормирование по наиболее чувствительному показателю). Так, если запах ощущается при концентрациях, которые не оказывают вредного влияния на организм человека и внешнюю среду, нормирование осуществляется с учетом порога обоняния. Если вещество оказывает на окружающую среду вредное действие в меньших концентрациях, чем влияющие на организм человека, то при гигиеническом нормировании исходят из порога действия этого вещества на внешнюю среду.

Для определения ВВ в воздухе могут быть рекомендованы методы, выбор которых определяется природой анализируемого вещества и его концентрацией. Если предполагаемое соединение присутствует в количестве, менее 5%, говорят об анализе примесей, менее 10 ^-2% - об определении следов веществ.

Однако, отбор пробы воздуха и его анализ представляют собой две разные операции. Пробу воздуха можно отбирать с одновременным накоплением анализируемого компонента или без. Воздух для анализа отбирают:

•в баллоны (создавая в них избыточное давление);

•в газовые пипетки различного объема;

•в стеклянные сосуды, пробки которых снабжены специальным устройством - мешочком из инертного материала, не адсорбирующего на своей поверхности анализируемое вещество, позволяющим вытеснить газ при отборе пробы;

•в систему сообщающихся сосудов, предварительно заполненных раствором, практически не поглощающим анализируемую смесь.

Такой отбор пробы применим лишь в тех случаях, когда концентрация анализируемого ВВ достаточно велика.

Накопление компонентов на месте отбора пробы проводится:

•вымораживанием (при этом ловушка охлаждается, например, твердымco₂, жидким азотом и т.д., а через нее пропускают определенный объем пробы);

•адсорбцией (отделяя примеси или концентрируя их на патроне с адсорбентом);

•абсорбцией (поглощая отдельные компоненты или всю анализируемую смесь специально подобранной жидкостью).

Выбор варианта накопления компонентов пробы определяется их концентрацией и особенностями использующегося в дальнейшем метода анализа.

Удобным является использование в мониторинге воздушной среды ЖКХ различных газоанализаторов. В основе обнаружения загрязнителя лежат физические и химические явления.

Достоинством современных газоанализаторов является наличие устройств, позволяющих проводить их автокалибровку, управление от внешних устройств, вывод информации на ЭВМ. Блоки обработки информации предна­значены для подключения до 32 газоанализаторов-модулей.

Наряду с достоинствами (возможность селективного детектирования определяемого вещества, портативность) газоанализаторы имеют и недостатки, главный из которых - невозможность фиксировать изменения качественного состава анализируемой воздушной среды при расширении ассортимента загрязнителей, а также невозможно контролировать ситуацию мгновенно в воз­душной среде ЖКХ.

Поэтому возникла необходимость в разработке всецелого экологического мониторинга воздушной среды ЖКХ.

В связи с этим в настоящее время разработаны отдельные элементы этой системы, для чего требуется установка стационарных датчиков в функционирующих блоках ЖКХ для постоянного контроля ситуации и устройств передачи информации.

Рекомендуется использование газовых датчиков, производителями которых являются:

1.Российский научно - исследовательский институт «Электростандарт»;

2.Компания "ПромАвтоКонтракт";

3.figaro inc (Япония);

4. ООО"НПТО Электроприбор";

5.ОАО "Авангард".

Однако датчики имеют ряд недостатков, затрудняющих создание приборов с высокими метрологическими характеристиками. В первую очередь к таким недостаткам относятся нелинейность характеристики преобразования, низкая чувствительность, ограниченная мощность рассеяния на датчике, большой разброс градуировочных характеристик и т.д.

Для компенсации этих недостатков в аналоговых измерительных преобразователях применяют сложные корректирующие цепи. Это приводит к появлению элементов регулировки, снижающих точность измерения и стабильность показаний преобразователей.

Появление современных микропроцессорных средств определило новый подход к проектированию измерительных систем - создание и внедрение унифицированных измерительных микропроцессорных преобразователей для широкого класса датчиков с высокими метрологическими и эксплуатационными характеристиками. На рис.1 приведена структурная схема разработанного преобразователя, содержащая усилитель У, аналого-цифровой преобразователь АЦП, управляющую микроЭВМ, цифро-аналоговый преобразователь ЦАП, интерфейс с устройством управления, ви­зуализации и выводом данных в цифровом виде.

рис.1

Методика проектирования измерительного преобразователя для конкретного применения состоит из следующих этапов:

-аппроксимация нелинейных статических и динамических характеристик датчиков;

-определение необходимых интервалов дискретизации по времени и по уровню, исходя из характеристик и требований по точности;

-разработка алгоритма измерения и обработки данных.

Преимуществом разработанного преобразователя является использование в качестве устройства обработки нового поколения микропроцессорных средств периферийных интерфейсных контроллеров (pic-контроллеров), содержащих в своем составе все устройства, необходимые для реализации такой структуры: ЦАП, АЦП, АЛУ, мультиплексор и др. При этом измерительные устройства характеризуются высокой точностью, экономичностью и малыми габаритными размерами.

При таком способе обеспечивается компенсация погрешностей датчика, обусловленных его старением, изменениями условий эксплуатации и выработкой своего ресурса.