Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 283
Текст из файла (страница 283)
Термохимические газааиалнзатары. В этих приборах измеряют тепловой эффект хим. р-ции, в к-рой участвует определяемый компонент. В большинстве случаев используется окисление компонента кислородом воздуха; катализатрры — марганцевомедный (гопкалит) или мелкодисперсная Р1, нанесенная на пов-сть пористого носитедя.
Изменение т-ры Лг при окислении измеряют с помощью металлич. или полупроводникового терморезнстора. В ряде случаев пов-сть платинового терморезистора используют как катализатор. Величина Лг связана с числом молей М окислившегося компонента и тепловым эффектом г) соотношением: Ьг = КМВ где )г — коэф., учитывающий потери тепла, зависящие от конструкпии прибора. Схема (рис. 2) включает измерит, мост с постоянными резисторами (К, н К ) н двуми терморезнсторами, одни из к-рых (К») находится в атмосфере сравнит. газа, а второй (К») омывается потоком анализируемого газа. Напряжение 885 ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ 455 Рнс 2. герма»и газоанвл затор: 1-источник сгабилнзироа напр» ени»; 2- вторичный при.
бор; К, н К -поста»нные резнотары; К» и К»-сааза. сра»- н тель ый и раб чий герма. резисторы. У,ы, в диагонали моста пропорционально конпентрацин определяемого компонента. Дяя устойчивой работы Г. исключают влияние т-ры среды (термостатнрованием нлн термокомпенсапией), стабилизируют напряжение, поддерживают постоянным расход газа, очищают его от примесей, отравляющих катализатор (С!„НС1, Н»8, БО» н др.).
Большинство термохнм. Г. используют в кач-ве газоснгналнзаторов горючих газов и паров (Н, углеводороды н др.) в воздухе прн содержании 20, от их ниж. КПВ, а также прн электролизе воды для определении примесей волорода в кислороде (днапазон измерения 0,02.-2А) и кислорода в водороде (0,01 — 1 г,'). Магнитные газоанализаторы. Применяют для определения О». Их действие основано на зависимости маги.
восприимчивости газовой смеси от концентрации О», объемная маги. восприимчивость к-рого на два порядка больше, чем у больпгинства остальных газов. Такие Г, позволяют избирательно определять О» в сложных газовых смесях. Диапазон измеряемых концентраций ! О» — 100»м Наиб. распространены магннтомех. и термомапг. Г.
В магии то механических Г. (Рис. 3) измеряют силы, лействуюшне в неоднородном маги. поле на помещенное в анализируемую смесь тело (обы шо ротор). Сила Г, выталкнвающан тело нз маги. поля, опрсдсэнегся выраженном: дН Р =(и — х )) Н „г()г, о где и и и„-объемная маги. восприимчивость соотв, анализируемой смеси и тела, помещенного в газ, 1'-объем тела, Н вЂ” напряженность маги, поля, Обычно мерой конпентрапди компонента служит вращающий момент, находимый по углу поворота ротора. Показания магнито- 3 мех. Г.
определяются маги. св-вами аналн- 2 зируемой газовой смеси и зависят от т-ры и давления, поскольку 2 4 последние влияют на объемную маги, восприимчивость газа. Более точны Г., вы- полненные по компенсац. схеме. В ннх момент вращения рото- 1 1 ра, функционально связанный с кснцен- р трапней О» в анализи- к » руемой смеси, уравновешнвается известным моментом, лля создания к-рого используются магантоэлектрич.
нлн электростатич. системы. Ро- торные Г. ненадежнъг в промышленнык ус Рис 1 мынплче» гаыаналгпатор. 1-ро- „р„,„,м. 1 „„„„„„ юстнроваты прибора. 886 45б ГАЗ ОАНАЛИЗАТОРЫ Действие термо магнитных Г. основано на термомаги. конвекцин газовой смеси, содержащей О, в неоднородных магнитном и температурном полях. Часто применяют приборы с кольцевой камерой (рис.
4), к-рая представляет собой полое металлич. кольцо. Вдоль его диаметра установлена тонкостенная стеклянная трубка, на к-рую намотана платиновая спираль, нагреваемая электрич. током. Спираль состоит из двух секций -й! и йз, первая из к-рых помещается между полюсами магнйта. При наличии в газовой смеси Оэ часть потока направляется через диаметральный 1 канал, охлаждая первую секцию платиновой спирали и отдавая часть тепла второй. Изменение сопротивлений й! и Яз вызывает изменение выходного напряжения (3, пропорциональное содержанию Оз в анализируемой смеси. Р«п 4, тсрмомвгв, гвманвлиэатор: ! -кальневая «амера; 2-стсклянва» трубка, 3 -псс- 5 то ый магнит! 4 -н ник ° аб нтнр насупленна! 5 - вторичный пгнбор! й, и й,-соогв.
рабочий н сравнит. терморезист! рй !вскипи платиновой спнралну, й, н яностоянныс рез егоры Пневматические газоаналнзаторы. Их действие основано на зависимости плотности р и вязкое~и П газовой смеси от ее состава. Изменения плотности и вязкости определяют измеряя гилромех. параметры потока. Распространены пневматич. Г. трех типов. Г. с дроссельными преобразователями измеряют гидравлич, сопротивление дросселя (капилляра) при пропускании через него анализируемого газа. При постоянном расходе газа перепад давления на дросселе — ф-ция пяотности (турбулентный дроссель), вязкости (ламинарный дроссель) или того и другого параметра одновременно. Струйные Г.
измеряют дииамич. напор струи газа, вытекающего из сопла. Содержат два струйных элемента типа «сопло-приемный канал» (рис. 5]. Для подачи анали- 3 Рис. 5. Пневматический струйный газ а алнзатор; ! -элемен «со лп-врнемнын шпале; !»- сопло, !б -лрнсмнав трубка; 2— э ектор; 3-вторичный пр»бор; 4- ре улятор лавлеина; 5 -сослннт канал, 6 — веилтль. зируемого и сравнит, газов служит эжектор 2. Давление на выходе из элементов поддерживается регулятором 4. Равенство давлений газов на входе в элементы обеспечивается соединит, каналом 5 и настройкой вентиля б. Разница динамич.
давлений (напоров), воспринимаемых трубками !б, — ф-ция отношения р(цз и мера концентрации определяемого компонента газовой смеси. Струйные Г. используют, напр., в азотной иром-сти для измерения содержания Н в азоте (диапазон измерения 0-50; ), в хлорной промсти †д определения С1, (Π— 50 и 50 †1;;). Время установления показаний этих Г. не превышает неск, секунд, поэтому их применяют также в газоснгнализаторах довзрывных концентраций газов и паров нек-рых в-в (напр., днхлорзтана, винилхлорида) в воздухе иром, помещений б87 Пневмоакустические Г. содерхгат два свистка (рис 6) с близкими частотами (3-5 кГц), через один из к-рых проходит анализируемый газ, через второй-сравни- ! 5 ЦВ тз Рнп б.
Пнсвмоакустнч. газоанализатор: ! -свисток; 2-смеснтель частот; 3 — усилитель - проэбразо. ватель; 4-частотно-внв. лоювый преобразователь; 5 — вторичный прибор тельный. Частота биений звуковых колебаний в смесителе частот зависит от плотности анализируемого газа. Биения (частота до 120 Гц) усиливаются и преобразуются в пневматнч.
колебания усилителем. Для получения выходного сигнала (давления) служит частотно-аналоговый преобразователь. Пневматич. Г. не обладают высокой избирательностью. Они пригодны для анализа смесей, в к-рых изменяется концентрация только одного из компонентов, а соотношение между концентрациями других остается постоянным. Диапазон измерения — от единиц до десятков процентов. Пневматнч, Г. не содержат электрич. элементов и поэтому могут использоваться в помещениях любой категории пожаро- и взрывоопасности. Элементы схемы, контактирующие с газами, выполнены из стекла и фторопласта, что позволнет анализировать весьма агрессивные газы (хлорз серосодержашие и дрф риа у. Нелнсперснонный инфракрасный птзоаналиытор! ! -источник излуч ия: 2-светофильтр! 3-молулвтор; 4 н 4'-слота рабОчая и срази ! н зу! «юветы; 5-пр емник излучения; б-ус литель, у- вторичный пр бор. аС ф-,Х:НБ-Э ~.%=:=3' Наиб.
Распространены Г, с газонаполненным оптико-акустическим приемником. Последний представляет собой герметичную камеру с окном, заполненную именно тем газом, содержание к-рого нужно измерить. Этот газ, поглощая иэ потока излучения определенную часть с характерным для о88 Инфракрасные газоаиализаторы. Их действие основано на нзбират. поглощении молекулами газов и паров ИК-излучения в диапазоне 1-15 мкм.
Это излучение поглощают все газы, молекулы к-рых состоят не менее чем из двух разлт атомов. Высокая специфичность молекулярных спектров поглощения разл, газов обусловливает высокую избирательность таких Г. и их широкое применение в лаборато; риях и прем-сти. Диапазон измеряемых концентраций ! 0 1002м В д и с и е рс и они ых Г.
используют излучение одной длины волны, полученное с помощью монохроматороа (призмы, дифракц. решетки), В неди сне репниных Г., благодаря особенностям оптич. схемы прибора (применению светофильтров, спеть приемников излучения и т.д.'ь используют немонохроматич. излучение. В кач-ве примера на рис. 7 приведена наиб, распространенная схема такого Г. Излучение от источника последовательно проходит через светофильтр и рабочую кювету, в к-рую подается анализируемая смесь, и попадает в спел. приемник.
Если в анализируемой смеси присутствует определяемый компонент, то в зависимости от концентрации он поглощает часть изз лучения, и регистрируемый сигнал пропорционально изменяется. Источником излучения обычно служит нагретая спираль с широким спектром излучения, реже-ИК-лазер или светодиод, испускающие излучение в узкой области спектра. Если используется источник немонохроматич. излучения, избирательность определения достигается с помощью селективного приемника.
данного газа набором спектральных линий, нагревается, вследствие чего давление в камере увеличивается. Посредством мех. модулятора поток излучения прерывается с определ. частотой. В результате с этой же частотой пульсирует давление газа в приемнике. Амплитуда пульсации давления-мера интенсивности поглощенного газом излучения, зависящая от того, какая часть характерного излучения поглощается тем же газом в рабочей кювете.
Др. компоненты смеси излучение на этих длинах волн не поглощают. Т. обр„ амплитуда пульсации давления в приемнике излучения-мера кол-ва определяемого компонента в анализируемой смеси, проходящей через рабочую кювету. Изменение давления измеряют обычно конденсаторным микрофоном или микроанемометром (датчиком расхода газа) Заменяя газ в приемнике излучения оптико-акустич. Ге можно избирательно измерять содержание разл. компонентов смесей. В инфракраснмх Г. используют также неселективиые приемники излучения-болометры, термобатареи, полупроводниковые элементы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
