Sabit emisyon ölçüm sistemleri In-situ ve Extractive olmak üzere ikiye ayrılır.
In-situ sistemler
- Ölçümler, gaz akışının mevcut olduğu kesitte anında gerçekleşir.
- Taramalı sistemler için uygun değildir.
- Gaz ve toz uygulamalarında kullanılır.
- Fotometrik metod
Lazer ve Konvensiyonel In-situ Ölçümler
Konvensiyonel;
- IR, UV-VIS, ZrO2
- Toz ve ayar değerlerine duyarlı
- Interferans problemi
- >H2O, CO2, SO2, CO, HC
- Satın alma maliyeti yüksek
- Kalibrasyon gazları ile kalibre edilir
- Ölçüm zamanı yüksektir
Laser;
- Tuneable Diode Laser
- Toz ve ayar değerinden az etkilenir
- Interferans problemi yoktur
- Diode laser ömrü uzundur
- Satın alma maliyeti düşük
Extractive sistemler
- Numune uygun şartlarda emisyon noktasından uzaklaştırılır ve analizi yapılır.
- Taramalı sistemler için uygundur.
- Gaz ve toz uygulamalarında kullanılır.
- Fotometrik metod, Elektrokimyasal metod
Extractive ölçüm sistemlerinde genel konfigürasyon
- Numune alma sondası
- Numune taşıma hattı
- Şartlandırma ünitesi
- Analizör
- Kaydedici (Yazıcı yada hafıza ünitesi)
Sistemler genellikle aşağıdaki ölçüm prensiplerine göre çalışır:
- Termal iletkenlik
- Flame Ionization
- Paramanyetik
- Elektrokimyasal
- Zirconia teknolojisi
- NDIR (Non Dispersive Infrared)
- FTIR (Foruier-Transform Infrared)
Termal iletkenlik: Gazların sabit bir sıcaklıkta sıcaklığı iletebilme kapasiteleri farklıdır. Havanın kapasitesi 1 olarak kabul edilmektedir. Buna göre en fazla sıcaklığı iletebilme kapasitesine sahip gazlar Helyum ve Hidrojendir.
Termal iletkenlik ölçüm metodunda, Sıcaklığı sabit tutulan (60oC ) ve gaz konsantrasyonu belli olan bir gaz içerisine ölçümü yapılacak olan gaz enjekte edilir.
Özel termal iletkenlik sensörü ile hem sıcaklık, hem gaz miktarı, kontrol ve gözetim altında tutulur. Çok küçük miktarlardaki değişim analiz edilir.
Flame lonization: Örnekleme ünitesinden gelen gaz yanma havası ve H2/He ile birlikte yüksek basınç altında Flame Ionization detektörüne gönderilir.
Örnekleme gazı burada yakılır yanma esnasında organik hidrokarbonlar ionize olurlar.
Serbest hale geçen iyonlar yüksek tutarlılığı olan bir amplifikatörün iki elektrot arasında pik şeklinde bir akıma sebep olurlar.
Bu akım yanan gaz içerisindeki karbon moleküllerinin dizilişi ile ilişkilidir.
Paramanyetik: Oksijen paramanyetik bir gazdır. Manyetik alan oluşturulduğunda oksijen buna tepki verir.
Oksijen ve bir referans gaz karışımı manyetik alanda bir araya geldiğinde basınç farkı yaratır.
Bu basınç farkının oluşumu esnasında mikroflow sensör tarafından akış ölçümü yapılarak bir elektriksel sinyal elde edilir.
Bu sinyal ortamda bulunan oksijen miktarı ile orantılıdır.
Zirconia teknolojisi: Oksijen molekülleri yüksek sıcaklığa sahip bir ölçüm hücresi içinde yer alan zirconia element üstünde hareket halindedir. Referans gaz olarak %21 oksijene sahip hava kullanılır. %21 oksijen konsantrasyonuna sahip referans gaz tarafından numune gaz tarafına gaz geçişi esnasında oluşan voltaj farkı okunur.
- Çok uzun kullanma süresi
- Termal şok ve titreşime karşı dayanıklı
- Düşük konsantarsyonlarda hassas
Elektrokimyasal: Çalışma prensipleri pillere benzer. Gaz, hücre içine girdiği zaman serbest kalan elektronlar yüzünden bir reaksiyon meydana gelir. Sezici ve referans elektrotlar arasındaki harici devrede elektron hareketi meydana gelir. Bu hareket çok küçük elektrik akımı oluşturur ve bu akım içerdeki gazın miktarı ile doğru orantılıdır.
Çoğu kez üçüncü bir elektrotta hücre içine yerleştirilir ve belirli voltaj uygulanır ve gaz özelliklerine göre çok daha seçici ölçüm hücrelerin yapımında kullanılır.
NDIR (Non Dispersive Infrared): Beyaz ışığı bir prizma içinden geçirdiğimizde kırılan ışık bir çok farklı renklere ayrılmaktadır. İnsan gözü kırmızıdan menekşeye kadar olan renk tonlarını görebilir fakat kırmızı ışığın öncesinde ise sensörlerde kullanılan görülmeyen "infrared" ışık vardır.
Ölçümü yapılacak gaz doğru dalga boyundaki ışın ortamında geçirilirse, infrared ışını absorbe edeceğinden gazın miktarı ile orantılı olarak ışığın miktarı azalacaktır.
Rotating chopper belli bir süre ile IR kaynaktan bir sinyal verilmesini sağlar.
IR kaynaktan belli bir süre gelen sinyal infrared sinyale duyarlı gazlar tarafından farklı şekillerde absorbe edilmektedir.