Publication: Разработка недисперсионного инфракрасного газоанализатора для измерения динамики концентраций парниковых газов
Дата
2025
Авторы
Карпов, И. А.
Фуфурин, И. Л.
Винтайкин, И. Б.
Анфимов, Д. Р.
Костерова, А. П.
Караулова, Ю. Д.
Дёмкин, П. П.
Морозов, А. Н.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
НИЯУ МИФИ
Аннотация
Контроль концентраций парниковых газов и измерение динамики концентраций является одной из фундаментальных и ключевых задач в области экологического мониторинга. Такие газы как водяной пар, диоксид углерода, метан и др. попадают в атмосферу вследствие как естественных природных процессов, так и антропогенной деятельности. Накопление этих газов в атмосфере усиливает парниковый эффект, который в свою очередь негативно влияет как на здоровье людей и аграрную деятельность, так и на всю окружающую среду в целом. Именно поэтому важной задачей является разработка устройств, способных определять концентрации парниковых газов в атмосфере. Оптические методы измерений, в том числе методы недиспергирующей инфракрасной спектроскопии (Nondispersive infrared, NDIR), позволяют бесконтактно и в автоматическом режиме измерять концентрации составляющих газовых смесей. Представленный в данной работе NDIR‑газоанализатор регистрирует излучение на длине волны 4.26 мкм для определения концентрации диоксида углерода (также предусмотрена возможность регистрации паров воды). Полученный сигнал нормируется с помощью опорного канала, который настроен на длину волны 3.95 мкм. Для обработки экспериментальных данных была разработана математическая модель, позволяющая определять концентрации диоксида углерода в воздухе. Данная модель основывается на методах программы MATLAB и языка программирования Python. Разработанный прибор является газоанализатором открытого типа. Это позволяет использовать его в различных условиях, благодаря сниженному энергопотреблению. Представленное устройство применимо для использования на карбоновых полигонах для контроля качества работы низкоорбитальных спутников, проводящих мониторинг парниковых газов в атмосфере.
Описание
Ключевые слова
Карбоновые полигоны , Газоанализатор , Парниковые газы , Недисперсионная инфракрасная спектроскопия
Цитирование
Карпов И.А., Фуфурин И.Л., Винтайкин И.Б., Анфимов Д.Р., Костерова А.П., Караулова Ю.Д., Дёмкин П.П., Морозов А.Н. РАЗРАБОТКА НЕДИСПЕРГИРУЮЩЕГО ИНФРАКРАСНОГО ГАЗОАНАЛИЗАТОРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИКИ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ. Вестник НИЯУ МИФИ. 2025;14(1):16-23. https://doi.org/10.26583/vestnik.2025.1.2. EDN: CDROBT