Определение содержания в воздухе газовых компонентов с помощью интерферометров

Концентрация газов метанового ряда и углекислого газа в воздухе может быть определена при помощи переносных интерферометров, например, ШИ-11.

Оптическая схема и принцип действия всех интерферометров анало­гичны.

При включении прибора с помощью его светооптической системы выделяю­тся два когерентных пучка света, один из которых проходит через воз­душные полости, заполненные чистым атмосферным воздухом, другой - дважды через полость, заполненную исследуемым воздухом. Оба пучка света сходятся в фокальной плоскости объектива, где находится отчетная шкала прибора, и создают интерференционную картину, которую мож­но наблюдать в окуляр прибора. Принцип действия всех интерферометров основан на смещении интерференционной картины относительно неподвижной шкалы вследствие разности показателей преломления чистого возду­ха и воздуха, содержащего примеси газов метанового ряда или углекислого газа. По величине смещения интерференционной картины можно опре­делить процентное содержание этих газов.

Прибор ШИ-11 помещен в плоскую металлическую коробку, на внешней сто­роне которой размещены:

штуцер 1 для засасывания в прибор воздуха;

распределительный кран 2 для переключений на измерение концентрации газа метанового ряда и суммарного содержания этого газа и диоксида углерода;

Рис. 2 – Общий вид прибора ШИ-11

окуляр 3;

штуцер 4 с фильтром для удаления газо-воздушной смеси из прибора;

маховичок 5 для установления интерференцион­ной картины в нулевое положение;

кнопка 6 для перемещения газовоздушной камеры в положение "К" - контроль;

кнопка 7 включения лампочки накаливания – источника когерентных лучей света;

резиновая груша 8 для засасывания воздуха в прибор с клапаном выброса воздуха;

поглотительный патрон 9;

Установка прибора на нуль производится (при необходимости) пе­ред началом измерений путем совмещения левой черной полосы интерфе­ренционной картины с нулевой отметкой шкалы поворотом маховика в нужную сторону. При нажатии кнопки 6 интерференционная картина смещаться.

Для измерения концентрации газов метанового ряда в воздухе необ­ходимо поставить распределительный кран 2 в положение " " и сделать 5...10 прокачиваний газовоздушной линии прибора грушей 7 при закрытом колпачке 2. Затем, глядя в окуляр 3, нажимают кнопку 5 вклю­чения лампочки накаливания.

При наличии указанных газов интерференционная картина смещается вправо. Число делений шкалы, на которое сместится левая черная поло­са от нулевого положения, соответствует концентрации газа в воздухе в процентах. Для определения концентрации углекислого газа в возду­хе того же помещения необходимо повернуть распределительный кран в положение " " и произвести три прокачиваний газовоздушной линии прибора грушей. Измерение в этом случае даст суммарное содержание газа метанового ряда и углекислого газа. Концентрация углекислого газа равна разности результатов пос­леднего и предыдущего замеров.

При выполнении лабораторной работы студентам необходимо опреде­лить концентрацию метена и углекислого газа в специальной камере.