La méthode de chimiluminescence (CLD) est la méthode standard internationale pour mesurer les oxydes d'azote (noₓ) et se distingue par sa haute sensibilité, sa sélectivité élevée et sa réponse rapide. Son principe de base repose sur la réaction chimique en phase gazeuse du monoxyde d'azote (No) avec l'ozone (o₃).

I. logique de détection de No à no₂

La logique de détection de l'instrument suit une conception subtile de « mesure étape par étape» avec deux chambres de réaction et un ensemble de voies de vannes de commutation.

Mesure directe de No:

Le gaz à mesurer passe tout d'abord directement dans la première chambre réactionnelle où il est mélangé à l'excès d'o₃ produit par le générateur d'ozone interne de l'instrument.

Une réaction critique se produit: no + o₃ → no₂ * + o₂. Environ 10% des molécules de dioxyde d'azote sont à l'état excité (no₂ *).

Lorsque le no₂ * passe de l'état excité à l'état fondamental, il libère un photon dont la longueur d'onde est comprise entre 600 et 3000 nm. Cette faible chimiluminescence est détectée par un photomultiplicateur sensible au rouge (PMT) collé à la Chambre de réaction, dont l'intensité lumineuse est strictement proportionnelle à la concentration en No.

Mesure de noₓ (oxydes d'azote totaux) avec dérivation indirecte de no₂:

Un autre flux de gaz passe par un convertisseur de molybdène (ou convertisseur haute température). L'appareil est capable de réduire catalytiquement tous les oxydes d'azote (y compris le no₂) dans le gaz échantillon en No.

La réaction est: no₂ + Mo → no + Moo.

Ensuite, ce gaz « tout transformé en no » entre dans la deuxième chambre réactionnelle, réagit également avec o₃ et détecte son signal de chimiluminescence. La concentration à laquelle correspond ce signal est donc noₓ (no + no₂).

Finalement, la concentration en dioxyde d'azote est obtenue indirectement en calculant: concentration en no₂ = concentration en no₂ - concentration en No.

II. Points clés du contrôle des erreurs

Efficacité du convertisseur: l'atténuation de l'efficacité du convertisseur de molybdène ou la sensibilité croisée à d'autres composés azotés tels que nh₃ sont les principales sources d'erreur. Des étalonnages périodiques sont nécessaires (p. ex. vérification de l'efficacité > 96% par passage dans un gaz no₂ standard) ou une méthode de conversion photolytique plus spécifique est utilisée.

Interférence chimiluminescente: certaines substances (par exemple, les oléfines, le co) réagissent avec o₃ pour produire également une faible Luminescence, provoquant une erreur positive. Elle est contrôlée par l'optimisation de la pression de la Chambre de réaction (la basse pression éteint efficacement la plupart des perturbations), l'utilisation de filtres sélectifs.

Effet: le co₂, la vapeur d'eau, etc. dans le gaz de l'échantillon entrent en collision pour éteindre le no₂ * de l'état excité, ce qui entraîne une diminution du signal et une erreur négative. La vapeur d'eau doit être éliminée à l'aide d'un dessicant et compensée par une courbe d'étalonnage.

Entretien du système: le nettoyage régulier de la Chambre de réaction pour éviter la contamination, la vérification de la stabilité du générateur d'ozone et l'assurance que le PMT est à la température de fonctionnement optimale constituent la base pour garantir l'exactitude des données à long terme.

Grâce à cette conception physico - chimique sophistiquée combinée à des mesures strictes de contrôle des erreurs, les Analyseurs CLD permettent une analyse quantitative précise et fiable du No et du no₂.