オゾンモニター

オゾンモニターは、空気中のオゾン濃度を監視する電子機器です。この機器は、産業用途でオゾン値を監視したり、地表レベルの大気オゾン量を測定して、これらの値が国家大気環境基準(NAAQS) に違反していないか判断するために使用できます。数十年にわたってさまざまな種類のオゾン監視方法が使用されてきましたが、最も有名で一般的な 2 つの方法は、連邦基準法と連邦同等法です。

連邦参照法（FRM）は、空気中のオゾン濃度を測定する最初の方法で、1970年代から1980年代にかけて米国全土で使用されていました。これは、ガス相エチレン化学発光法（ET-CL）と呼ばれるものを使用します。^[1]オゾン含有量は、モニター周辺の空気がモニター内のエチレン反応ガスと反応する際の反応に基づいて測定されます。2015年現在、EPAはFRMに一酸化窒素化学発光法（NO-CL）を使用する追加の形式を追加しました。エチレンガスの代わりに一酸化窒素を使用することを除けば、ET-CL形式と非常によく似た方法で機能します。^[2] FRMは、水蒸気が結果を歪めるため、大部分で段階的に廃止され、紫外線吸収を使用する連邦同等法に置き換えられました。しかし、連邦同等法として今でも時々使用されるFRMは、水銀、二酸化硫黄、二酸化炭素、VOCなどの他の汚染物質の濃度が高いと歪む可能性があります。^[2]

連邦等価法（FEM）は紫外線吸収を利用しており、より正確には、オゾン分子が紫外線を吸収します。^[2]規制用途で利用されるオゾンモニターのほとんどは、紫外線吸収を利用してオゾンレベルを正確に定量化します。このタイプのオゾンモニターは、空気ポンプを使用して大気中の空気サンプルを機械に引き込むことで動作します。^[3] 1サイクル中、オゾンモニターは空気入口から1つの空気サンプルを採取し、空気からオゾンを除去します。次のサイクルでは、空気サンプルがスクラバーをバイパスし、オゾン値が計算されます。ソレノイドバルブは電子的に作動し、空気の流れをスクラバーに通すか、またはタイミングシーケンスでスクラバーをバイパスするように切り替えます。2つのサンプル値の差によって、その時点での実際のオゾン値が決定されます。モニターには、オゾンの値を計算するために気圧と気温を考慮するオプションがある場合もあります。

オゾンの濃度は、光の吸収が濃度に比例するという、ランベルト・ビールの法則を使用して測定されます。オゾンの場合、水銀ランプによって生成された 254 ナノメートルの波長の光が、反射鏡を備えた特定の長さのチューブを通して照射されます。チューブのもう一方の端にあるフォトダイオードが、光の明るさの変化を検出します。

オンボードの電子機器は取得した値を処理し、画面に表示します。また、電子データロガーで読み取ることができるボルト単位の電気信号 または4 ～ 20 mAの電流を出力することもできます。出力のその他のオプションは、RS232シリアルポート、イーサネット、またはフラッシュメモリ上の内部データストレージです。

• 環境科学