190 likes | 340 Views
Infračervené analyzátory plynů v gazometrických systémech. Ladislav Šigut. Gazometrie. Nepřímá neinvazivní metoda měření asimilace CO 2 Zkoumání dynamiky výměny plynů mezi pletivem a okolím Změny v koncentracích CO 2 a H 2 O jsou měřeny metodou infračervené analýzy plynů (IRGA). IRGA.
E N D
Infračervené analyzátory plynů v gazometrických systémech Ladislav Šigut
Gazometrie • Nepřímá neinvazivní metoda měření asimilace CO2 • Zkoumánídynamiky výměny plynů mezi pletivem a okolím • Změny v koncentracích CO2 a H2O jsou měřeny metodou infračervené analýzy plynů (IRGA)
IRGA • Velké množství látek absorbuje infračervené záření (IR) (λ=0,7 – 300 µm) • Měří se úbytek energie záření změřeného detektorem oproti energii záření vstupujícího do měřící kyvety • Přeměna části energie záření na vibrační a/nebo rotační energii molekul (typy vibrací závisí na struktuře absorbující látky) Tříatomová molekula může absorbovanou energii využít na 6 typů vibrací Zdroj: http://en.wikipedia.org/wiki/Infrared_spectroscopy
IRGA • Absorbce záření látkou závisí na vlnové délce => A(λ) • Některé plyny absorbují v blízké infračervené části spektra • Absorbční maxima CO2 (λ=4,26 µm) a H2O (λ=2,59 µm)se nepřekrývají (rozlišení při měření jejich koncentrace je až 1 ppm) Zdroj: http://www.habmigern2003.info/future_trends/infrared_analyser/ndir/IR-Absorption-GB.html
IRGA • Koncentrace plynu se odvozuje z Lambert-Beerova zákona: -log(I/I0)=A(λ)=ε(λ)Cx • I = intenzita záření; A = absorbance; x = délka dráhy absorbujícího prostředí (cm); C = koncentrace absorbující látky (mol/l); ε = molární absorbční koeficient je konstanta úměrnosti (l/(mol.cm))
Uzavřený gazometrický systém • Licor, LI-6200 Zdroj: ftp://ftp.licor.com/perm/env/LI-6400/Manual/Using_the_LI-6400-v5.3.pdf
Otevřený gazometrický systém Zdroj: ftp://ftp.licor.com/perm/env/LI-6400/Manual/Using_the_LI-6400-v5.3.pdf
Požadavky • Kontinuální měření změn koncentrací CO2 a H20 • Izolace atmosféry uvnitř přístroje od okolí (přetlak x difúze) • Stabilní teplota (2 Peltierovy termoelektrické články) Zdroj: ftp://ftp.licor.com/perm/env/LI-6400/Manual/Using_the_LI-6400-v5.3.pdf
Požadavky • Rychlá a úplná výměna vzduchu v komůrce se vzorkem • Možnost korekce koncentrace CO2 a H20 (disikanty) Zdroj: ftp://ftp.licor.com/perm/env/LI-6400/Manual/Using_the_LI-6400-v5.3.pdf
Vyrovnávání analyzátorů (Matching) • Cílem je odstranit nesrovnalosti mezi naměřenými hodnotami „samplové“ a „referenční“ komory • Příčiny rozdílů: • Malé výkyvy v teplotě • Výkyvy v rychlosti toku plynu • Kalibrace
Vyrovnávání analyzátorů (Matching) Zdroj: ftp://ftp.licor.com/perm/env/LI-6400/Manual/Using_the_LI-6400-v5.3.pdf
Měřené proměnné • Na jejich základě je možné spočítat veškeré gazometrické parametry fotosyntézy (rychlost asimilace CO2, rychlost transpirace, atp.) • Tlak • Teplota vzduchu • Teplota bloku • Teplota IR analyzátoru • Koncentrace vodních par • Koncentrace oxidu uhličitého • Teplota listu • Rychlost toku • Ozářenost v komoře • Okolní ozářenost
Výrobci gazometrických systémů • Heinz Walz GmbH (www.walz.com)
Výrobci gazometrických systémů • LI-COR
Výrobci gazometrických systémů • PP Systems
Literatura a www odkazy • http://www.habmigern2003.info/future_trends/infrared_analyser/ndir/IR-Absorption-GB.html • http://en.wikipedia.org/wiki/Infrared_spectroscopy • ftp://ftp.licor.com/perm/env/LI-6400/Manual/Using_the_LI-6400-v5.3.pdf • Skripta a prezentace kurzů KFY (Kalina J., Urban O.)