Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь


Изучение конструкции и принципа работы анализаторов газов



2018-07-06 648 Обсуждений (0)
Изучение конструкции и принципа работы анализаторов газов 0.00 из 5.00 0 оценок




17.2. Цель занятия:познакомится с конструкцией и принципом работы газоанализатора и хроматографа

17.3. Методические указания:

Газоанализаторы инфракрасного поглощения относятся к группе абсорбционных оптических анализаторов. Их принцип действия основан на измерении степени поглощения энергии электромагнитного излучения, проходящего через слой анализируемого вещества. Каждый газ поглощает инфракрасное излучение в определенной, свойственной только ему, области спектра. Например, окись углерода поглощает лучистую энергию в инфракрасной области спектра с длиной волны 4,7 мкм; двуокись углерода — 2,7 и 4,3 мкм; метан — 3,3 и 7,6 мкм и т.д.

На рисунке 17.3.1 представлена измерительная схема автоматического газоанализатора инфракрасного поглощения непосредственного измерения.

Потоки инфракрасного излучения от излучателей 2 (открытая нихромовая, хромоникелевая спираль, нагретая до температуры 700... 1000°С), периодически прерываемые с частотой 5 Гц обтюратором 3, поступают в рабочий и сравнительный оптические каналы. В рабочем канале находится рабочая камера 4, через которую проходит поток анализируемого газа, и герметично закрытая фильтровая камера 5. В сравнительном канале расположены сравнительная 10 w фильтровая 9 камеры. Состав газа в сравнительной камере 10 соответствует среднему содержанию неопределяемых компонентов в анализируемом газе, а фильтровые камеры 5 и 9 заполнены теми неопределяемыми компонентами анализируемого газа, полосы, поглощения которых частично перекрываются полосами поглощения определяемого компонента.

Мощность потока излучения на выходе рабочего оптического канала изменяется в зависимости от концентрации определяемого

компонента в анализируемом газе, а мощность потока излучения на выходе сравнительного канала остается постоянной. Их разность преобразуется оптико-акустическим преобразователем 6 в электрический сигнал, который является мерой концентрации определяемого компонента. После усиления и выпрямления в усилителе 8 сигнал поступает на вторичный прибор 7, которым может быть миллиамперметр и потенциометр. Питание электрической схемы производится от стабилизатора напряжения 12.

Для повышения точности измерений применяют различные схемы, в том числе компенсационные, в которых предусматриваются газовая компенсация, оптическая компенсация и др.

Промышленностью выпускаются газоанализаторы инфракрасного поглощения типов ОА и ГИП для анализа газов на составляющие СО2, СО, СН4, N2H2, и NН3 для диапазонов от 0….0,01 до 0…100% по объему анализируемого компонента с основной погрешностью от верхнего предела измерения 2,5…5%.

 

1 — синхронный электродвигатель; 2 — излучатель; 3 — обтюратор; 4 — рабочая камера; 5 и 9 — фильтровая камера; 6 — оптико-акустический преобразователь; 7 — вторичный прибор; 8 — усилитель; 10 — сравнительная камера; 11 — отражатель; 12 — стабилизатор напряжения

Рисунок 17.3.1 - Измерительная схема автоматического газоанализатора инфракрасного поглощения непосредственного измерения

Хроматографы предназначены для определения количественного состава смесей газов, паров и испаряемых жидкостей. От других анализаторов состава хроматографы отличаются тем, что содержат два преобразователя: один обеспечивает разделение сложной смеси на отдельные компоненты (хроматографическая колонка), а другой — определение количества каждого компонента (система детектирования). Подбирая свойства каждого из этих преобразователей, можно разделить и определить состав многих производственных смесей.

Принцип хроматографического разделения анализируемого газа, состоящего, например, из четырех компонентов А, В, Си D, показан на рисунке 17.3.2. Проба анализируемого газа вводится в хроматографическую колонку 1 и перемещается газом-носителем через слой наполнителя (сорбента) колонки. Если компоненты газовой смеси А, В, Си D обладают различной сорбируемостью (поглощаемостью) по отношению к наполнителю колонки, то скорости продвижения этих компонентов будут различны. С наименьшей скоростью будет двигаться наиболее сорбирующий компонент. Через некоторое время вперед уйдет компонент В, как менее сорбирующийся, за ним D и, наконец, более сорбирующиеся и поэтому медленнее движущиеся компоненты А и С. При дальнейшем их продвижении компоненты окончательно разделяются, в результате из хроматографической колонки будут выходить составляющие компоненты газовой смеси раздельно либо газ-носитель, либо бинарная смесь газ-носитель — компонент.

В качестве газа-носителя применяют инертный по отношению к сорбенту газ (воздух, азот, водород, аргон, гелий).

В качестве сорбента при газоадсорбционной хроматографии применяют пористые вещества: активированный уголь, силикагель, окись алюминия и др.

На выходе колонки устанавливается детектор 2, который определяет разделенные компоненты в порядке их выхода. Регистрирующий прибор 3 записывает сигнал детектора на диаграмме (хроматограмме) 4.

Измерительные колонки выполняются в виде спиральных или U-образных трубок с внутренним диаметром 4... 8 мм, длиной 1... 3 м.

 

 

 


1 – хроматографическая колонка; 2 – детектор; 3 – регистрирующий прибор;

4 – диафрагма (хроматограмма)

Рисунок 17.3.2 – Схема хроматографа

Ход занятия

17.4.1. Познакомится с конструкцией и принципом работы приборов

17.4.2. Выполнить функциональные схемы устройств и дать им описание

17.4.3. Ответить письменно на вопросы:

1. Чем отличается газоанализатор от хроматографа?

2. Состав каких газов анализуется?

3. Какие сорбенты и для чего применяются в хроматографе?

17.4.4. Сделать вывод по занятию

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ



2018-07-06 648 Обсуждений (0)
Изучение конструкции и принципа работы анализаторов газов 0.00 из 5.00 0 оценок









Обсуждение в статье: Изучение конструкции и принципа работы анализаторов газов

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓

Отправить сообщение

Популярное:



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (648)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.007 сек.)