Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Автоматические средства контроля

 

Газоанализаторы

Автоматический газоанализатор представляет собой прибор, в котором отбор проб воздуха, определение количества контролируемого компонента, выдача и запись результатов анализа производятся автоматически по заданной программе без участия оператора.

Для контроля воздушной среды используют газоанализаторы, работа которых основана на различных принципах.

Флуоресцентные газоанализатор (типа 667ФФ01)

Для непрерывных инструментальных наблюдений за концентрацией SO2 применяются флюоресцентные автоматические газоанализаторы серии 667ФФ. Сущность используемого метода состоит в регистрации флуоресцентного излучения молекул диоскида серы, возникающего под воздействием возбуждающего УФ-излучения. Возбуждение молекул SO2 происходит в спектральной области 220-240 нм, выделяемой с помощью первичного с/фильтра из спектра излучения импульсной ксеноновой лампы иск-20-1:

SO2 + hn1 ® SO2*,

h – постоянная Планка, n1 – частота возбуждающего излучения

Возбужденная молекула переходит в основное состояние с излучением кванта света:

SO2* ® SO2 + hn2,

n2 – частота излучения при флуоресценции

Флуоресцентное излучение лежит в диапазоне длин волн 260-400 нм. Интенсивность излучения пропорциональна концентрации SO2. Регистрация флуоресцентного излучения молекул SO2 производится с помощью фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) в спектральной области 260-370 нм, выделяют вторичным с/фильтром. Вспомогательным, но необходимым узлом газоанализатора является осушитель газовой пробы.

Хемилюминесцентные газоанализаторы типа 652ХЛ01

Принцип работы основан на измерении интенсивности люминесценции продуктов химической реакции определяемого компонента с реагентом. Хемилюминесцентный газоанализатор 344ХЛ02 – контроль суммы (NO + NO2) – в технологических линиях по производству HNO3 и NH3.

Для непрерывных инструментальных наблюдений за концентрацией NO и NO2 и суммы оксидов азота (NOх), применяется одна из модификаций хемилюминесцентного автоматического газоанализатора 645ХЛ. Сущность этого метода состоит в том, что реакция взаимодействия оксида азота NO с озоном О3 в соответствующих условиях сопровождается люминесценцией:

NO + O3 ® NO2* + O2;

NO2* ® NO2 + hn,

h – постоянная Планка, n1 – частота излучения

Излучение происходит в области спектра 620-2500 нм с максимумом 1200 нм, т.е. в ИК-диапазоне. Основная особенность реакции заключается в том, что интенсивность излучения пропорциональна числу взаимодействующих молекул, т.е. концентрации оксида азота. Приемником излучения hn в газоанализаторах 645ХЛ03 служит фотоэлектронный умножитель. Озон, необходимый для протекания реакции, получают из кислорода, окружающего воздуха при высоковольтном разряде в генераторе озона. Для определения концентрации NO2 и суммы NO + NO2 введен дополнительный канал преобразования NO в NO2 , содержащий каталитический конвертер, нагретый до температуры 2000С. В этом режиме работы детектируется излучение, обусловленное суммарной концентрацией оксидов азота (NO + NO2) . Концентрация NO2 определяется по разности значений электрических сигналов, пропорциональных концентрации NO + NO2 и концентрации NO . Таким образом, газоанализатор имеет три канала измерения концентрации: NO, NO2 , NO + NO2 .

Ионизационные газоанализаторы (типа «тамла», «нитрон» NO2)

Принцип работы основан на измерении ионного тока, возникающего в процессе ионизации исследуемого газа. Обычно используют ионизацию пламенем и радиоактивным излучением. Специфичность анализа достигается за счет избирательного перевода определяемого вещества в аэрозольную фазу.

Пламенно-ионизационный газоанализатор 323-ИН02 – определяет концентрацию SСхНх .

Пламенно-ионизационный газоанализатор 334КПЧ03 – SСхНх в выбросах промышленных предприятий.

Для непрерывных инструментальных наблюдений за концентрацией суммы углеводородов (SСхН), метана (СН4) и суммы углеводородов без метана - (SСН – СН4) применяется автоматический газоанализатор 623КПЧ-03. В основе определения концентрации углеводородов в воздухе лежит изменение тока ионизации, возникающее при введении в пламя водорода органических молекул.

Газоанализатор выполнен по двухканальной схеме. Поток анализируемого атмосферного воздуха делится на две равные части. Одна часть без изменений поступает в пламенно-ионизационный детектор (ПИД), где регистрируется общая сумма углеводородов. Другая часть потока проходит через устройство отделения метана от остальных углеводородов. Выходной сигнал, соответствующий концентрации в атмосфере углеводородов без метана, образуется как разность электрических сигналов с обоих детекторов.

Особенностью работы ПИД является его неодинаковая чувствительность к углеводородам.

Оптико-акустические газоанализаторы типа ГМК, ГИП-10, ОМБ-3А

Принцип работы основан на поглощении ИК-излучения газом. Газ при непрерывистом ИК-облучении в замкнутом пространстве периодически нагревается и охлаждается, что сопряжено с колебаниями давления газовой смеси. Оптико-акустический газоанализатор ГИАМ-10 для измерений концентрации CO, SO2 и NO – в газовых потоках.

Для инструментальных наблюдений за концентрацией оксида углерода в атмосферном воздухе применяют оптико-акустические газоанализаторы ГМК-3 – используется в составе постов наблюдения, а также в сетевых лабораториях для контроля разовых проб воздух. В газоанализаторе ГМК-3 измерение основано на способности СО поглощать излучение в ИК-диапазоне длин волн с центром полосы поглощения 4,7 мкм.

Поглощение излучения А в соответствии с законом Пугера-Бера определяется по формуле:

Ф0 – поток, создаваемый излучателем; Ф – поток, регистрируемый фотоприемником; с – концентрация газа; L – толщина поглощаемого слоя газа; e - коэффициент поглощения СО.

При малых концентрациях СО (eсL << 1) поглощение может быть представлено линейной зависимостью: А » eсL .

На результаты измерений влияют углекислый газ и пары воды, спектры поглощения которых перекрываются со спектром поглощения СО.

В качестве источника излучения используются нихромовая спираль. Избирательность анализа обеспечивается выделением измерительной длины волны из сплошного спектра излучения за счет использования оптико-акустического приемника, представляющего собой замкнутую камеру, заполненную смесью СО с аргоном. В приемнике происходит поглощение излучения, соответствующего спектру поглощения оксида углерода. При этом возникают пульсации температуры и давления, которые воспринимаются микрофоном и преобразуются в электрический сигнал. Колебания давления возникают из-за модуляции излучения механическим обтюратором: амплитуда колебаний пропорциональна содержанию оксида углерода в анализируемой газовой смеси.

Кулонометрические газоанализаторы типа ГКП. Палладий М и др.

Принцип работы основан на измерении предельного электрического тока, возникающего при электролизе раствора, который содержит определяемое вещество, являющееся электрохимическим деполяризатором. Анализируемая смесь содержащая, например, SO2, подается в электрохимическую ячейку. Он реагирует с иодом до образования иодоводорода, который затем электроокисляется на измерительном электроде. Электрический ток является мерой концентрации определяемого компонента.

Газоанализаторы «Палладий-2М» и «Палладий-3» используют для определения СО, газоанализатор может быть использован как в условиях передвижной лаборатории, так и в стационарных условиях.

Принцип действия газоанализатора заключается в измерении тока при электрохимическом окислении оксида углерода на рабочем электроде трехэлектродной электрохимической ячейки при постоянном потенциале.

При этом на рабочем электроде протекает следующая реакция:

На вспомогательном электроде ячейки протекает реакция:

Суммарная реакция

Электрод сравнения в реакции не участвует и используется для установления необходимого потенциала рабочего электрода.

Потенциал рабочего электрода относительно электрода сравнения поддерживается с помощью потенциостата, расположенного в измерительном блоке газоанализатора. Потенциостат вместе с электрохимической ячейкой образуют систему автоматического регулирования, которая при окислении СО на рабочем электроде генерирует ток. Поддерживающий потенциал рабочего электрода на постоянном уровне (ток полляризации). Ток полляризации протекает в цепи вспомогательный электрод – рабочий электрод. Сила тока пропорциональна концентрации оксида углерода в анализируемом газе.

Лазерные газоанализаторы типа ЛГА, 323 ЛА 01

Принцип работы основан на поглощении веществом лазерного излучения определенной длины волны.

 

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:663

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.