|
| |
|
Слаботочка Книги В положении равновесия, ко1да напряжение, снимаемое с регулируемою резистора Rp, равно напряжению, возниканннему в диа-i онали моста, напряжение на входе усилителя равно нулю. При нарушении равновесия схемы из-за изменения напряжения в измерительной дна онали рабочего моста при изменении концен грации определяемого ком1ю-нента в анапизируемой смеси на входе усшш-теля ЭУ вторич1Юго прибора появляется напряжение. Эю напряжение подается после усиления на реверсивный двигатель рд, который перемещает подвижный ко1такт регулируемого ре»истора Rp в направлении восста-новлтения равновесия схемы. Связанная с подвижным контактом регулируемого резистора стрелка вторичного прибора устанавливается в момент равновесия иа делении шкалы, соответствующем содержанию анализируемого ком1Юнента. Так как напряжения рабочего и сравни г ельного мостов изменяются одинаково при итенениях напряжения питания моста и температуры окружающей среды, то показания газоанализатора не швисят от указанных фагсторов. Отгисанная компенсационная мостовая схема применена в газоаначизаторах гипов ТПП 16 и ТП1120. ггредназначениых для измерения концентрации водорода в газовых смесях При анализе сложных смесей, изменение теплопроводности которых наряду с изменением концентрации определяемого компонента может быть вызвано также изменением концентрации неизмеряемых компонентов, тгрименяют дифференциальные измерительные схемы. В этих схемах используют блок промежуточной химической обработки (по-тлотитепь. печь сжитания и т. п.), в котором  Рис. 8.20. Схема дифференциального термо-коттдуктометрическот о т азоанализатора с па-рачлсльным соединением камер осуществляется у;1а,!гение или замена оттгого Hjth нескольких компоттентов смесп Один из вариантов дифференциальной схемы показан на рис. 8.20 Чувствительные элементы помещенные в рабочих камерах, реагирую г на изменение теплопроводности анализируемой i азовой смеси. 1 аз, постуттающий после блока химической обработки П в камеры с чувст ви-тельными элементами R, прсчсгавляет собой первоначальную пробу, из которой удален один (чаще измеряемый) комтгонент. Этот газ используется в качестве сравните;гьно о. По разбалансу мост а можно судить об и зменении геплопроводности т азовой смеси и опреде-Jгя [ ь, таким образом, концентрацию измеряемою комттонента. Рассмотрим особенности наладки термокондуктометрических газоанализаторов на примере I азоанализатора типа ТПИ16. 8.3.1. ТЕРМОКОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР ТПП 16 Газоанализатор предназначен для измерения содержания водорода в т азовых смесях. Принципиальная электрическая схема имеет вид, представленный на рис. 8.19. Газоанализатор может измерять содержание водорода в четырех точках. Для этого он имеет 6jtok распределения газа, анало-гичныи блоку распределения газа в тазо-анализаторе MH5I22-1 (см. рис. 8.15 и 8.16). В качестве измерителышго прибора использован автоматический самотгишущий мост кем 2-024 с измеиещюй электрической схемой (аналогичной схеме i азоанализатора Mfl5122-1, см. рис. 8.14). Измерительный прибор проверяется по схеме на рис 8.17. Проверку выполняют следующим образом- а) по;1,бирают сопротивления R w Rj магазинов conpoi ивлений Mi и м2 так, чтобы стрелка измерительного прибора установилась на начальной от.метке шкалы При этом на магазине м2 устанавливается сопротивление R =4-8 Ом. а на магазине R - сопротивление (95 - 2) Ом. в процессе проверки сумма сопрот ивлетгин R i и 2 остается равной 95 Ом. Замеряют сопротивление R2 = Ri,,; б) магазинами R, и Ri устанавливают стрелку прибора на конечной отметке шкалы и при згом фиксируЕОт сопротивление R = = R„: rs) рассчитывают коэффициен! к по фор- муле где / - ;иапазо11 шка>1ы нзмерительното прибора. Для исправною измерительного прибора при изменении сопротивлений R, и " 1 Ом в любой точке шкалы показания прибора должны изменяться на IOOA. ±0,5% диапазона шкалы /. В остальном проверка газоанализатора осушес 1 вляется анало] ично проверке г азо-aHajfHsaTopa MH5122-I. При исправном газоаншгнзаторе при пропускании воздуха (ГОСТ 11882 - 73) 0,7 1г/мин через измерительные камеры через 5 мин стрелка должна установиться на пуль шкалы. Если отк юнение стрелки от нуля шкалы будет более чем на одгю де:гение. то стедуст произвести корректировку нуля (см. рис. 8.19). 8.4. ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКИЕ ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ Действие онi ико-акустических газоанализаторов основано на от ико-акустическом ме1о;е (азового анализа, т.е. на изменении поглоще1гия лучистой эперз ии. Этот метод используется для определения концентрагши газов, имеющих 1ЮЛОсы 1Ю1 лощения в инфракрасной области спектра. Механизм ттоглощепия лучистой энергии газами в инфракрасной области спектра обу-cлoвJгeн частотами собственных колебаний aiOMOFi или ионов и отдельных структурных трупп в молекуле, а также вратением молекул. Способност ью поглощать и злучение в инфракрасной об тасти спектра з)бладают тазы, молекулы которых состоят из двух или большего числа атомов или ионов, за исключением кислорода Oj, азота N2, водорода Н2. Одноатомные 1азы не поглотпают тучей инфракрасной радиации. Сгет1ень поглощения из]тучения каждым из нот.01цающих газов изменяется при изменении длины волны, проходящей через газ радиации. На рис. 8.21 показана зависимость относительного 1тронускания радиации для окиси yi лерода СО, двуокиси углерода СО2 и ме i ана СН4 от :шикы волны (спект ры tтoтJтoщeния в инфракрасной области) при юлщине слоя 1аза 100 мм. Как видно из рис 8.21, каждый таз тютлощает радиацию в определенной, свойственной ему области спектра: окись углерода - в области 4,7 мкм\ двуокись углерО;;а - 2,7 и 4,3 мкм, метан ~ 3.3 и 7,64 мкм. 700 § во 50 ." 40
г 3 5 в 7 а Э 10 11 12 13 л,мкм  Рис. 8.21 Спектры поглощения окиси yi лерода СО, двуокиси углерода СО2 и метана СН4 в области длин волн от 2 до 15 мкм В соответствии с основным закзнюм свегоно1лоще1шя (законом Бугера - Ламберта - Бера) между поглощением изттучення раствором и концентрацией в нем потлощаю-щС! о вещества имеется зависимость / = /oe-*-", (8 6) где / - энергетическая сила света, выходящего из 1аза, Вт/ср; - энергетическая сила cBei а инфракрасно! о луча, пропускаемою через слой газа, Вт/ср; Ej - коэффициент 1ТОТ лощения, харак1ерный для данною газа и являющийся функцией длины волны; С - копцентрагщя вещества, пог jmTiiawuiero свет, моль/л. е - основание натурального логарифма; - толщина поглощающето слоя, см. Таким образом, при постз)янньтх значениях /ц, fcj и степень hoi лощения (или пропускания) 1азом инфракрасюй радиации явняется мерой ею концентрации. Измерение потока инфракрасной радиации основано на а1едуюшем физическом явлении. Если газ, способный поглощать инфракрасные лучи, заключить в замкнутый обьем и подвер! путь воздействию потока инфракрасной радиации, то за определенный Промежуток времени газ нагреется до некоторой температуры, определяемой условиями теплоотдачи. Одновременно происходит со- Рис. 8.22. Изменение давления газа в замкнутом объеме при различных частотах прерывания потока облучающего газа инфракрасной радиации ответствующее повышение давления газа P (рис. 8.22. а). Мри периодическом прекращении воздействия радиации давление будет изменяться, например, в соответствии с графиком на рис 8.22.6. При прерывании с некоторой частотой потока радиации с помощью обтюратора (устройства с заслонкой, 1грерываюп(ей поток света) находящийся в замкнутом объеме газ будет периодически нат рева т ься и охлаждаться, в рету.тьтате чего возникнут колебания температуры и давления газа. Возникающие котебагшя давления Рз (рис. 8.22,в) могут быть восприняты чувствительным элементом газоаналитатора. Необходимая точность измерения сте-ттени поглощения инфракрасной радиации достигается применением дифференциальной (двyxкaнaJтьнoй) схемы. Функциональная схема двухканальнот о оптико-акустическою газоанализатора с не-посредсгвенным отсчетом показана на рис. 8.23. Источниками инфракрасной радиации являются нихромовые излучатели 1 п i. По т ОКИ инфракрасной радиации поступают в два оптических канала. Оба потока поочередно ттрерываются с частотой 5 Гц обтюратором 4, приводимым во вращение двигателем 2. В правом Kanajre поток прерывистой радиации ттроходит через рабочую 5 и фильгровую 6 камеры и поступает в правый лучеприемник 7 мерной камеры.  Анашзируетш " ааз Рис 8.23. Функциональная схема двухканаль-пого оптико-акустнческого газоанализатора. /. i - нихромовые излучатели, 2 - двигатель обтюратора, 4 - обтюратор, 5 - HMepHiejTbTian камера, 6, J2 - фи 1ьтровые камеры, 7. \\ - правый и левый пучеприемиые цилиндры приемника инфракрасного излучеттия, S -усититеть, 9 - самотгишущий прибор; /О - ме.мбрана конденсаторного микрофона, /3 - сравнитетьная камера В левом канале поток прерывистой радиации проходит сравнительную /3 и фильтровую 72 камеры и поступает в левый лучеприемник 7/ мерной камеры Через рабочую камеру нетгрерывно проходит анализируемая тазовая смесь. Сравни-гeJгьнaя камера заполняется очищенным азотом или воздухом. Фильтровые камеры служат для уменьшетшя влияния на тгоказания газоанализатора неизмеряемых компонентов, присутствующих в анэ-тизируемой смен, и заполняются газовыми смесями, содержанти-ми TOJtbKo неизмеряемые компоненты. Мерная камера заполнена газом, концентрация которого определяется н анализируемой смеси, что обеспечивает избирательность анализа, так как в объеме мерной камеры колебания температуры и давления газа будут возникать тотько за счет погло-гггения инфракрасной радиации, соответствующей спектру поглощения определяемого компонента. При постyrrjгении прерывистой ра;тиат[ии в правый и левый лучеприемники мерной камеры в них возникают колебания температуры и .чавления, которые воспри-нимаюгся конденсаторным микрофотюм 7(J, находящимся в мерной камере. При этом колебания давления в правом лучецриемни-ке будут сдвинуты во времени гго фазе на половину периода оборота обтюратора по 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 [80] 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 |
||||||