대기오염공정시험기준 - 비분산 적외선 분광분석법(NDIR 법 ; Nondispersive Infrared Analysis)

1. 원리

 - 선택성 검출기를 이용하여 시료중의 특정 성분에 의한 적외선의 흡수량 변화를 측정하여 시료중에 들어있는 특정성분에 농도를 구하는 방법

 

 - 대기 및 굴뚝 배출기체 중의 오염물질을 연속적으로 측정하는 비분산 정필터형 적외선 가스 분석계에 적용

 

 

 

2. 사용 용어 정리

① 비분산 (Nondispersive)

 : 빛이 프리즘이나 회절격자와 같은 분산소자에 의해 분산되지 않는 것

② 반복성

 : 동일한 분석계를 이용하여 동일한 측정대상을 동일한 방법과 조건으로 비교적 단시간에 반복적으로 측정하는 경우로서 개개의 측정치가 일치하는 정도

③ 정필터형

 : 측정성분이 흡수되는 적외선을 그 흡수파장에서 측정하는 방식

④ 비교가스

 : 시료셀에서 적외선 흡수를 측정하는 경우 대조가스로 사용하는것, 적외선을 흡수하지 않는 가스

⑤ 시료셀 (Sample Cell)

 : 시료가스를 넣는 용기

⑥ 비교셀 (Reference Cell)

 : 비교가스를 넣는 용기

⑦ 시료광속

 : 시료셀을 통과하는 빛

⑧ 비교광속

 : 비교셀을 통과하는 빛

⑨ 제로가스 (Zero Gas)

 : 분석계의 최저 눈금값을 교정하기 위하여 사용하는 가스

⑩ 스팬가스 (Span Gas)

 : 분석계의 최고 눈금값을 교정하기 위하여 사용하는 가스

⑪ 제로 드리프트 (Zero Drift)

 : 계기의 최저 눈금에 대한 지시치의 일정 기간내의 변동

⑫ 스팬 드리프트 (Zero Drift)

: 계기의 눈금스팬에 대응하는 지시치의 일정 기간내의 변동

⑬ 교정범위

: 측정기 최대측정범위의 80~90% 범위에 해당하는 교정값

 

 

 

 

3. 비분산 적외선 분석계의 분류

 

(1) 복광속분석계 - 고전적 측정방법

 

(2) 단광속분석계 - 고농도 시료분석에 사용

 

(3) 가스필터 상관분석계 - 간섭영향을 줄이고 저농도에서 검출능이 좋은 분석계

 

 

 

 

4. 측정기기의 성능

① 재현성

 : 동일 측정조건에서 제로가스와 스팬가스를 번갈아 3회 도입하여 각각의 측정값이 평균으로부터 편차를 구한다. 이 편차는 전체 눈금의 ±2% 이내이어야 한다.

② 감도

 : 최대눈금범위의 ±1% 이하에 해당하는 농도변화를 검출할 수 있는 것이어야 한다.

③ 제로드리프트 (Zero drift)

 : 동일 조건에서 제로가스를 연속적으로 도입하여 고정형은 24시간, 이동형은 4시간 연속 측정하는 동안에 전체 눈금의 ±2% 이상의 지시 변화가 없어야 한다.

④ 스팬드리프트 (Span drift)

 : 동일 조건에서 제로가스를 흘려 보내면서 때때로 스팬가스를 도입할 때 제로드리프트를 뺀 드리프트가 고정형은 24시간, 이동형은 4시간 동안에 전체 눈금의 ±2% 이상이 되어서는 안된다.

⑤ 응답시간 (Response time)

 : 제로 조정용 가스를 도입하여 안정된 후 유로를 스팬가스로 바꾸어 기준 유량으로 분석계에 도입하여 그 농도를 눈금 범위 내의 어느 일정한 값으로부터 다른 일정한 값으로 갑자기 변화시켰을 때 스텝(step) 응답에 대한 소비시간이 1초 이내이어야 한다. 또 이때 최종 지시값에 대한 90%의 응답을 나타내는 시간은 40초 이내이어야 한다.

⑥ 유량변화에 대한 안정성

 : 측정가스의 유량이 표시한 기준유량에 대하여 ±2% 이내에서 변동하여도 성능에 지장이 있어서는 안된다.

⑦ 전압 변동에 대한 안정성

 : 전원전압이 설정 전압의 ±10% 이내로 변화하였을 때 지시치 변화는 전체 눈금의 ±1% 이내여야 하고, 주파수가 설정 주파수의 ±2%에서 변동해도 성능에 지장이 있어서는 안된다.