Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Физические газоанализаторы




В физических газоанализаторах для анализа компонента в газовой смеси чаще всего используют такие свойства газовой смеси, как теплопроводность, магнитная восприимчивость, тепловой эффект химической реакции и др. Условие выбора физического свойства: аддитивность свойств выбранной физической величины в данной газовой смеси.

Газоанализаторы обычно имеют блочно-модульную конструкцию и состоят из нескольких блоков:

• выносного первичного измерительного преобразователя (датчика);

• блока питания;

• блока подготовки газа, включающего фильтр, побудитель расхода, индикатор расхода и т. п.;

• измерительного прибора общепромышленного исполнения (расстояние между блоками не более 200 м).

Промышленные автоматические газоанализаторы предназначены для определения содержания контролируемых компонентов в газовых смесях технологических процессов, в окружающей воздушной среде, в производственных помещениях. Термокондуктометрические, термомагнитные, термохимические, оптические абсорбционные в ИК- и УФ-области спектра газоанализаторы предназначены в основном для анализа одного компонента в газовой смеси. Хроматографические газоанализаторы предназначены для анализа многокомпонентных смесей. Принцип их действия основан на использовании для разделения смесей способности в различной степени адсорбироваться на выбранном адсорбенте при пропускании газовой смеси через неподвижный слой адсорбента и выделении соответствующих компонентов газов и жидкостей в хроматографической колонке.

10.1.1. Термокондуктомегрические газоанализаторы

Принцип действия термокондуктометрических газоанализаторов основан на зависимости теплопроводности газовой смеси от концентрации определяемого компонента. Можно считать, что теплопроводность является аддитивным свойством; для бинарной газовой смеси для данной температуры (в первом приближении)

где — молярные доли компонентов; — теплопроводности этих компонентов, Вт/(м • К).

Измерив теплопроводность бинарной смеси и зная теплопроводность чистых компонентов, можно вычислить концентрации компонентов в смеси. Применимость метода теплопроводности ограничивается определенной областью концентраций.

Принципиальная схема термокондуктометрического газоанализатора показана на рис. . В плечи измерительного неуравновешенного моста включены одинаковые сопротивления, например, в виде платиновых нитей (или полупроводниковых терморезисторов) /, нагреваемых током. По сути, эти сопротивления — нагревательные элементы. Через сопротивления протекает одинаковый постоянный ток и нагревает их. Два сопротивления, включенные в противоположные плечи моста, помещаются в камеры, через которые пропускается измеряемый газ, а два других — в камеры 2, наполненные воздухом (сравнительный газ). До тех пор, пока отвод теплоты от нагревательных элементов в измерительных и сравнительных камерах одинаков, мост находится в равновесии.

Рис. 107. Измерительная мостовая схема термокондуктометрического газоанализатора.

Если теплопроводность измеряемой газовой смеси, подаваемой в измерительные камеры, отличается от теплопроводности воздуха (выбран как сравнительный газ), то теплоотдача от нагреваемых нитей к стенкам камеры изменяется, что приводит к изменению температуры нитей и, соответственно, к изменению их сопротивления. Равновесие моста нарушится и в диагонали моста cd появляется напряжение разбаланса, пропорциональное содержанию определяемого компонента. Наблюдается такая схема преобразования концентрации анализируемого газа в разбаланс напряжения:

Напряжение разбаланса измеряется, например, потенциометром 3. Чтобы избежать проявления дополнительных приборных погрешностей за счет влияния температуры окружающей среды на результат измерения, блок измерительных камер газоанализатора термо-статируют, помещая их, например, в один металлический блок.

Недостатки: большая погрешность измерения (основная погрешность составляет 2,5... 10 % в зависимости от интервала измерения), отсутствие селективности.

Область применения: непрерывный контроль содержания водорода в азотоводородной смеси в производстве синтетического аммиака; водорода в газе карбидных печей и в производстве электролитического водорода; аммиака в аммиачно-воздушной смеси в производстве азотной кислоты; диоксида серы в печном газе в производстве серной кислоты и т. д.







Дата добавления: 2015-08-18; просмотров: 254. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.007 сек.) русская версия | украинская версия