На головну

сорбційні газоаналізатори

  1. Газоаналізатори АНКАТ -7631 М - H2S
  2. Диффузионно-адсорбційні потенціали
  3. дифузійні газоаналізатори
  4. іонізаційні газоаналізатори
  5. магнітні газоаналізатори
  6. Магнітні газоаналізатори.
  7. Оптичні газоаналізатори

В основу роботи сорбційних газоаналізаторів покладені різні ефекти, що супроводжують процес сорбції (сорбція - поглинання твердим тілом або рідиною речовини з навколишнього середовища). Це явище давно використовується в аналітичному контролі. Так, широко поширені волосяні вологоміри повітря, в яких сигнал вимірювальної інформації формується за рахунок зміни довжини волосся зі зміною вологості повітря. Інтенсивний розвиток сорбційних методів і засобів автоматичного контролю спостерігається останнім часом. В сорбційних газоаналізаторах використовуються механічні, теплової, оптичні та електричні ефекти, - супроводжують процес адсорбції газів і парів. У дилатометрічні газоаналізаторі (рис. 11.4, а), призначеному для вимірювання концентрації водню, в камері 2, через яку прокачується аналізований газ, розміщена тонкостінна трубка 1, виготовлена ??зі срібла. Водень, що міститься в уже згадуваному газі, розчиняється в паладії. При цьому довжина трубки 1 за рахунок ефекту набухання зі збільшенням концентрації водню збільшується. Так як верхній кінець трубки 1 закріплений на корпусі 2, то її нижній кінець вільно переміщається. За допомогою ємнісного, індуктивного або пневматичного перетворювача переміщень 4 вимірюються переміщення пластини 3, укріпленої на нижньому кінці трубки 1. Ці переміщення пов'язані з концентрацією водню в багатокомпонентних газових сумішах.

Відомі сорбційні дилатометрические газоаналізатори, призначені для вимірювання концентрації пропану, бутану, діоксиду вуглецю або інших технічних газів, в яких замість палладиевой трубки використовується стрижень, виготовлений з адсорбенту (активоване вугілля, алюмогель, силікагель).

Мал. 11.4. Схеми сорбційних газоаналізаторів

На рис. 11.4, б показана схема газоаналізатора, заснованого на визначенні маси сорбованої визначається компонента аналізованої суміші. Останнє здійснюється шляхом вимірювання частоти або амплітуди коливань п'єзоелектричної (зазвичай кварцовим) пластини 1 (розмірами 12 ? 12 ? 0,2 мм), на поверхні якої напилю електроди 3 і нанесено шар сорбенту 2. Пластина включена в коливальний контур високочастотного (5-15 МГц ) генератора 5 і розміщена в камері 4, через яку прокачується аналізований газ. При зміні концентрації що визначається компонента, який селективно сорбируется шаром сорбенту 2, змінюється маса останнього, що змінює частоту коливань пластини, а отже, і частоту коливань генератора 5. Вихідний сигнал цього генератора надходить в змішувач 6, а сигнал опорної частоти надходить в змішувач від генератора 7, частота коливань якого визначається пьезокварцевого пластиною 9 з електродами 10, розміщеної в герметичній камері 8. частота биття, що виникає на виході змішувача, визначається з виразу

?? =  , (11.25)

де ? - власна частота коливань пластини з Сорбує шаром; N - частотний коефіцієнт, що залежить від типу зрізу кристала кварцу і форми пластини; ? і S - щільність і площа поверхневого шару пластини; m - маса сорбованої речовини.

Розглянутий газоаналізатор може використовуватися для вимірювання концентрації Н2, NO2, SO2, NH3, H2S і парів НС1, Hg, H2O, ароматичних вуглеводнів та інших речовин при відповідному підборі сорбирующего шару. Як сорбирующего шару зазвичай використовуються різні рідкі фази, що застосовуються в газорідинної хроматографії (див. Гл. 12). При використанні газоаналізатора для вимірювання концентрації парів води, т. Е. В якості гігрометра (від грец. hygros - Вологий і metreo - Вимірюю), сорбирующие шар виконують з діоксиду кремнію, пентоксіда фосфору, сульфовані полістиролу та інших гігроскопічних полімерів і природних смол.

Розглянутий газоаналізатор як гігрометра в даний час найбільш поширений. Влагомери такого типу мають широкий діапазон вимірювань від 0-10-5 до 0-3% об. і час реакції 10-30 с.

Інтенсивно розвиваються напрямком автоматичного газового аналізу є методи і засоби, що базуються на використанні електричних явищ, які супроводжують процес сорбції. В основу роботи сорбційних електрокондуктометріческіх (далі просто кондуктометричних) газоаналізаторів належить вимір провідності адсорбентів, виготовлених у вигляді гранул, пластин або плівок. Провідність істотно змінюється при сорбції газів або парів. Як правило, матеріали, з яких виготовляють зазначені елементи, є напівпровідниками.

В даний час розроблено велику кількість конструкцій сорбційно-кондуктометричних газоаналізаторів. З усього різноманіття цих конструкцій можна виділити газоаналізатори з плівковим, доданими, триодного чутливим елементом і чутливим елементом у вигляді гранули. Як матеріали в напівпровідникових плівкових чутливих елементах використовують в основному оксиди металів SnO2, Nb2O5, CoO, ZnO, ZrO2, ТiO2, А також германій і кремній. На рис. 11.4, в показана схема газоаналізатора з плівковим чутливим елементом. Як плівки 2 використовується оксид цинку, нанесений на боросилікатного підкладку. Товщина плівки 20-1000 А, розміри її 20 ? 4 мм. Через нанесені на неї контакти 3 плівка підкладки підключається до вимірювальної схемою. При протіканні через камеру 1 аналізованого газу визначається компонент сорбируется на плівці і змінює її електричний опір.

Речовини, що володіють донорними властивостями, збільшують електропровідність, а речовини з акцепторними властивостями зменшують її. Сигнал аналізатора визначається струмом, створюваним в ланцюзі стабілізованою джерелом 5, який перетворюється в уніфікований сигнал високоомним перетворювачем 4. Для отримання високої чутливості плівку нагрівають до температури 200-400 ° С.

Явища сорбції застосовуються в поєднанні з іншими явищами в ряді інших засобів аналітичного автоматичного контролю (див. § 11.7, 12.2, 12.3).

 



магнітні газоаналізатори | Випарні і конденсаційні аналізатори

ВИМІРЮВАННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ | Термокондуктометрічеськие газоаналізатори | дифузійні газоаналізатори | діелькометричні аналізатори | іонізаційні газоаналізатори | термохимические аналізатори | Електрокондуктометріческіе аналізатори | потенціометричні аналізатори | електролізні аналізатори | хемілюмінесцентні газоаналізатори |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати