يتوافق المنتج مع المواصفة Q/WYH 21-2025 الخاصة بنظام المراقبة المستمرة التلقائية لملوثات الهواء الغازية ضمن سلسلة TH-2000، وكذلك مع المواصفة HJ 654-2013 الخاصة بالمتطلبات الفنية وطرق الاختبار لأنظمة المراقبة المستمرة التلقائية لملوثات الهواء الغازية (SO2، NO2، O3، CO).
نبذة عن الجهاز
يعتمد جهاز تحليل NOy بطريقة الوميض الكيميائي من الطراز TH-2011 على مبدأ الوميض الكيميائي في الطور الغازي، ويستخدم تقنيات المتحكمات الدقيقة الحديثة (Single-chip Microcontroller) لإجراء الكشف عن الإشارات والتحكم فيها ومعالجة البيانات. كما يجمع بين تقنيات البصريات، والميكانيكا، والإلكترونيات، والكيمياء الضوئية، وتقنيات الاستشعار الحديثة، مما يتيح له مراقبة تراكيز NO وNOz وNOy الضئيلة في الهواء المحيط بشكل مستمر. ويُعد من المنتجات عالية التقنية في مجال أنظمة المراقبة التلقائية لجودة الهواء البيئي.
مبدأ عمل الجهاز
بدأ استخدام تقنية الوميض الكيميائي في مراقبة الهواء البيئي منذ سبعينيات القرن الماضي، وتمتاز بسرعة الاستجابة، والانتقائية العالية، والحساسية المرتفعة، لذلك تُستخدم على نطاق واسع في قياس تركيزات أكاسيد النيتروجين في الهواء.
الوميض الكيميائي هو ظاهرة إصدار ضوئي ترافق انتقال نواتج التفاعل الكيميائي من حالة طاقة عالية لحظية (غير مستقرة) إلى حالة طاقة منخفضة (مستقرة). ويعمل جهاز تحليل أكاسيد النيتروجين بطريقة الوميض الكيميائي وفق المبدأ التالي:
في ظروف معينة، يتفاعل جزيء NO مع جزيء O3 منتجًا جزيء NO2 في حالة مثارة، وفق المعادلة: NO + O3 → NO2* + O2؛ NO2* → NO2 + hv (حيث h يمثل ثابت بلانك، و v يمثل تردد الفوتون المنبعث). تكون جزيئات ثاني أكسيد النيتروجين في الحالة المثارة نشطة وغير مستقرة، وسرعان ما تعود إلى الحالة القاعية المستقرة، مصحوبة بانبعاث فوتونات ذات أطوال موجية تتراوح بين 600 و3000 نانومتر، مع أقصى شدة إشعاع قرب 1100 نانومتر.
ومن المعادلات أعلاه يتضح أن كل جزيء NO يتفاعل مع جزيء O3 ليكوّن جزيء NO2. وعند وجود فائض من الأوزون، تكون شدة الوميض الكيميائي متناسبة طرديًا مع تركيز NO داخل حجرة العينة. كما أن خرج تيار أنبوب المضاعف الضوئي (PMT) يتناسب أيضًا مع شدة الوميض، وبالتالي عند ثبات درجة حرارة التفاعل وتوفر فائض من تركيز الأوزون، تكون شدة الوميض متناسبة طرديًا مع تركيز NO.
نظرًا لأن الوميض الكيميائي يحدث فقط بين الأوزون وأحادي أكسيد النيتروجين، فإن تحليل NOy يتم عبر فرن اختزال (NOy → NO) لتحويل NOy إلى NO. وباستخدام مجموعة من صمامات التحويل الكهرومغناطيسية، يتم إدخال كل من NO والغاز المختزل (NOy → NO) إلى غرفة التفاعل بشكل متناوب، مما يتيح قياس تركيزي NO وNOy بشكل منفصل.
مميزات الجهاز
واجهة تشغيل بقوائم كاملة باللغة الصينية مع دعم اللمس، مما يبسط إجراءات التشغيل.
عرض إنذارات تلقائي يمكّن من تشخيص الأعطال بسرعة.
تصميم معياري يسهل أعمال الصيانة اليومية والإصلاح.
إمكانية عرض تراكيز NO وNOy في الوقت نفسه.
جمع بيانات سريع وفعّال؛ حيث يدعم الجهاز منافذ الاتصال التسلسلي RS-232 وRS-485، مما يتيح تكوين شبكة مراقبة آلية مع أجهزة تحليل أخرى. ويتم إرسال البيانات إلى المحطات الفرعية، ثم تقوم المحطة المركزية بجلب البيانات عن بُعد عبر الاتصال السلكي أو اللاسلكي، مما يضمن متابعة آنية وفعالة لحالة تلوث الهواء في منطقة معينة.
ترشيح رقمي دقيق؛ يعتمد الجهاز خوارزميات متقدمة للترشيح الرقمي تحقق الحد الأدنى لمتوسط مربعات الأخطاء (MMSE)، مع تحسين أمثل لزمن الاستجابة ونسبة الإشارة إلى الضوضاء، مما يعزز أداء النظام.
مراقبة عن بُعد؛ يعتمد النظام تقنيات اتصال حديثة، حيث تتيح واجهات RS-232 وRS-485 نقل البيانات بين الجهاز والحاسوب العلوي في المحطة الفرعية، إضافة إلى التحكم التلقائي بالجهاز. كما يتم عبر البرمجيات تحقيق نقل البيانات عن بُعد بين المحطات الفرعية والمركزية، لتشكيل شبكة معلومات مراقبة بيئية متكاملة، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف الموارد البشرية والمادية، ويوفر بيانات سريعة وموثوقة لدعم تحليل مصادر التلوث ومراقبتها.
