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.