Fotometría en el rango de ultravioleta

El analizador API 400 y API 400A emplea el método de fotometría UV que se fundamenta en la absorción de luz UV de longitud de onda de 254 nm debida a una resonancia electrónica interna en la molécula de O3. Los analizadores API 400 y API 400A utilizan una lámpara de mercurio que emite casi la totalidad de la luz en una longitud de onda de 254 nm. Esta luz ilumina una celda o tubo de vidrio hueco que se llena alternativamente con la muestra de aire ambiente y con la muestra a la cual previamente se ha removido el ozono por medio de un catalizador. La concentración se calcula de la relación de intensidades de luz que pasa a través del gas depurado y de luz que pasa a través de la muestra, empleando la relación de Lambert y Beer. El cálculo de la concentración se corrige para la densidad de la muestra empleando los valores de temperatura y presión medidos simultáneamente por el instrumento. El principio de operación del instrumento cuenta con la certificación como Método Equivalente para la medición de ozono por la Agencia de Protección del Ambiente de los Estados Unidos (U. S. EPA, por sus siglas en inglés) cuando se opera en cualquier intervalo entre 0-100 ppb y 0-1000 ppb (EQOA-0092-087). El principio de operación cumple con los requerimientos para métodos equivalentes descrito en la NOM-036-SEMARNAT-1993. Este instrumento se puede emplear en la medición de ozono en aire ambiente de interiores y exteriores.InterferenciasEl método puede presentar interferencias cuando el monitoreo se realiza en presencia de altas concentraciones de hidrocarburos aromáticos, cuando ocurre condensación de agua en las líneas de conducción de muestra y en un ambiente que contenga vapor de mercurio.

Quimioluminiscencia

El principio de operación de los analizadores API 200 y API 200A se basa en el método de quimioluminiscencia. El instrumento mide la intensidad luminosa de la reacción quimioluminiscente entre el óxido nítrico (NO) y el ozono (O3), está diseñado para medir la concentración de óxido nítrico, dióxido de nitrógeno (NO2) y óxidos de nitrógeno totales (NOx).La determinación de NO, NO2 y NOx se realiza a partir de la reacción en fase gaseosa del óxido nítrico (NO) y el ozono (O3) la cual produce una emisión de luz característica (quimioluminiscencia) cuya intensidad es proporcional a la concentración de óxido nítrico en la muestra. Específicamente:

La emisión de luz (hn) se produce cuando las moléculas excitadas de NO2 decaen hacia estados de menor energía. Para medir el dióxido de nitrógeno es necesario reducir el NO2 a NO, para este efecto se utiliza un convertidor catalítico de molibdeno calentado a 315°C, donde tiene lugar la reacción:

La muestra de aire entra al analizador a través de un capilar para controlar el flujo de entrada y es dirigida hacia una válvula solenoide de 3 vías. La solenoide puede dirigir la muestra de aire directamente a la cámara de reacción o a través del convertidor de molibdeno. Cuando la muestra de aire pasa a través de la cámara de reacción la luminiscencia emitida corresponderá a la concentración de NO presente en la muestra (NO muestra), cuando la muestra pasa previamente por el convertidor la luminiscencia emitida corresponderá a la suma de NOmuestra más el NO2 reducido, la concentración determinada es equivalente a la concentración total de óxidos de nitrógeno NOx ( NO + NO2 » NOx). La concentración de NO2 se calcula de la diferencia entre NO y NOx.Este instrumento cuenta con la certificación como Método de Referencia para la medición de dióxido de nitrógeno por la Agencia de Protección del Ambiente de los Estados Unidos (U. S. EPA, por sus siglas en inglés) cuando se emplea en cualquier intervalo entre 0-0.5 ppm o 0-1 ppm, en el caso del API-200 (RFNA-0691-082); y para cualquier intervalo entre 0-0.05 ppm o 0-1 ppm, en el caso del API-200A (RFNA-1194-099). El principio de operación cumple con los requerimientos para Métodos de Referencia descrito en la NOM-037-SEMARNAT-1993. Este instrumento se emplea para la medición de óxidos de nitrógeno en aire ambiente de interiores y exteriores.InterferenciasEl método puede presentar interferencias por la presencia de vapor de agua a concentraciones superiores a 20 ppm. La reducción catalítica de NO2 a NO usando molibdeno calentado puede presentar interferencias por la reducción de nitratos de peroxiacetilo (a 375 °C y450 °C); nitrato de etilo, nitrito de etilo, HONO y HNO3 (a 350 °C, 375 °C y 450 °C); nitrato de metilo, nitrato de n-propilo, nitrato de n-butilo y nitrocresol (a 450°C).

Cumple la Normativa ISO 13964:1998, dispone de homologación EPA/USA y alineado con Norma EN 14625:2005. "Método estándar para la medición de la concentración de ozono mediante fotometría ultravioleta"Lámpara UV de larga duración.Corrección Automática de Presión y Temperatura.Concentraciones en ppb, μg/m3, ppm.Autorrang o seleccionable por el operario.Electrónica modular común con los modelos SIR:     -S-5001 SO2.     -S-5006 CO.     -S-5012 NOx.     -S-5000 Multi-Gas Calibrator.Corrección automática de Cero .Sensores externos pueden ser conectados y sus datos pueden ser almacenados y presentados en forma gráfica y tabular.Transductores Electrónicos de Diagnóstico.Datalogger y Memoria internos.Pantalla Gráfica con presentación simultánea de Concentraciones y Diagnósticos.Comunicación Bi-direccional para control externo, “RS232/RS485”.Calibración: manual, automática y remota.Menús dedicados y Pantalla Gráfica, que permiten un control externo total de:     ·Configuración     ·Diagnósticos     ·Calibraciones     ·Histórico de Datos     ·Gráficos     ·Histórico de Alarmas     ·Cero/Span     ·Test de elementosPotentes Menús de Calibración y Mantenimiento (protegidos por clave deacceso).Calibración no solo para los gases contaminantes sino también de laelectrónica interna de los parámetros funcionales.Software multi-tarea que permite visualizar las variables de test mientras seestá midiendo.Filtro adaptativo seleccionable.Auto-chequeo continuo con avisos de alarmas y tabla de histórico de alarmas.Generación de señales para chequeo de los canales de adquisición de datos.Opciones:    · Tarjeta PCMCIA.    · Generador de O3 interno.

 

 

Teoría de Operación

 

El modelo S-5014 es un analizador por absorción ultravioleta, diseñado para la medida específica del ozono contenido en aire ambiente. Este equipo es un espectrofotómetro de absorción U.V. monocromático específico para ozono. El analizador mide directamente las concentraciones de ozono mediante laatenuación de la radiación U.V. por las moléculas de ozono en una celda óptica. La concentración de ozono se obtiene midiendo la intensidad relativa de la radiación U.V transmitida para un “par de medidas” consistiendo de unciclo consecutivo de gas “cero” y “muestra”.

Una cantidad fija de “gas cero” y la misma cantidad de “gas muestra” son suministrados alternativamente dentro de la celda óptica del analizador mediante la utilización de una bomba y los elementos asociados de muestreo.

El gas cero (referencia) es aire ambiente del que previamente se ha eliminado el contenido de ozono mediante un reactor catalítico “scrubber”; la muestra de gas (gas muestra) es aire ambiente sin ninguna alteración (contiene el ozono presente en el aire ambiente).

El fotómetro mide alternativa y consecutivamente la absorción de la radiación U.V. durante el ciclo de “referencia” y el ciclo de “medida”. Las funciones de autocero y eliminación de interferencia se realizan continuamentemediante esta técnica de “par de medidas”.

Esta técnica proporciona una eliminación absoluta de interferencia y una deriva de cero nula. La estabilidad de “span” se consigue asegurándose deque los tiempos de los ciclos de referencia y media, para cada par de medidas, son idénticas. Para esta  función se utiliza un circuito especial de control“reloj/contador”. Este circuito es posicionado por el primer intervalo de tiempo del ciclo de referencia, y controla el subsecuente intervalo de tiempo del ciclo de medida. Este es el reset para el par de medidas.

Dada la operación de los sistemas de autocero, eliminación de interferencias y subsistemas de control, virtualmente no existen derivas de “Cero” o de “Span”en las lecturas del analizador, bajo cualquier condición o configuración del analizador.

El microcomputador incorporado, realiza el procesado de las señales de cada par de medidas individuales proporcionando las concentraciones instantáneas de ozono (dentro del ciclo de actualización seleccionado) de acuerdo con la ley de Beer-Lambert. Igualmente realiza el control y sincronización de secuencias, crea los algoritmos de conversión, compensa las medidas en presión y temperatura, revisa continuamente los parámetros operativos del equipo, almacena en memoria y establece el protocolo de comunicación para la transmisión de datos.