28. Сорбционные, дилатометрические, резонансные, диэлькометрические

газоанализаторы.

Принцип действия сорбционных газоанализаторов основаны на измерении параметров веществ, их свойств, при поглощении молекул окружающего газа.

При адсорбции газов на поверхности тела возникают различные эффекты:

- механические

-тепловые + такие же методы.

-оптические

-электрические

Дилатометрические газоанализаторы

Тонкостенная трубка, с нанесённым слоем Pd(палладия)

На конце трубки – пластины конденсаторы. Трубка жёстко закреплена на корпусе.

За счёт поглощения молекул водородосодержащих газов – удлиняется на несколько сот микрон тонкостенная трубка из палладия изменяя ёмкость конденсатора, либо датчика положения. Удлинение трубки пропорционально концентрации водорода.

Для других газов используют трубки из активного углерода и гелия на основе Al2O3 и SiO2(алюминогель и силикогель)

Недостатком является необходимость работы только на моногазах. Применение смеси может вызвать адсорбцию ненужных, трудноудаляемых молекул.

Диэлькометрические газоанализаторы

Обкладки конденсатора покрыты абсорбентом для любой компоненты газовой среды. Ск=К*Е

Конденсатор может быть включён: а) генератор б) в мостовую схему

В качестве адсорбентов исп. полимерные материалы, широко исп. для измерения воды.

Для увеличения Пределов измер. используют схему включения дифференциального конденсатора, через один из которого прокачивается Анал. Г.

Оптические газоанализаторы

резонансные газоанализаторы

29. Оптические газоанализаторы. Использующиеся явления и приборы на их основе

ГА использующие инфракрасный, ультрафиолетовый, видимые спектры излучений. ГА используют физ. явления: поглощение или абсорбцию; отражение; рассеивание. Поглощение или абсорбция – явление поглощения или излучения в-вом электромагнитных волн. Поглощение эл.-магн излучения связано с электронной структурой в-ва (квант hυ). Эл.-магн энергия взаимодействуя с электроном передаёт ему свою энергию. За счёт этой энергии могут меняться спектральные хар-ки в-в.

З-н поглощения: , где К-показатель поглощения, δ-оптическая толщина, ε_λ-коэф определяющий связь поглощения с длинной волны, С- конц. поглощающего в-ва.

-оптическая плотность. Иногда используют и другой параметр - прозрачность.

Для большинства газов оптическая плотность имеет св-во аддитивности. Определением I_λ, занимается спектральная физика. Если поглощается видимая часть спектра – это фотокалоритмия. Отражение связано с длинной волны излучения и если она меньше частицы, то происходит отражение или преломление.

З-н определяющий величину отражённости:

, где а- коэф включающий объём, плотность и др. физ. св-ва. Рассеивание описывается аналогично з-ну поглощения (з-н Бугера-Ламберта): , где К_h-показатель рассеивания среды. Величина этого излучения хар-ет мутность среды. Анализаторы дисперсных сред основаны на явлении отражения – нефелометры. Анализаторы дисперсных сред основаны на явлении рассеивания – турбидиметры.

Структурная схема колориметрического двухлучевого ГА(эффект поглощения излучения):

Излучение, проходящее через светофильтр, который вырезает определённую волну, попадает на оптическую призму и через систему зеркал на измерительную и сравнительную кюветы. Через измерительную прокачивают исследуемый газ. Сигналы фотоэлементов усиливаются и сравниваются, регистрируются отличия сигналов измерительной ветви. Концентрация определяемого компонента во вспомогательной кювете =0 или известна. Источником света служат газоразрядные лампы, излучающие практически во всем диапазоне длин волн.

Т урбидиметрический ГА(эффект рассеивания):

Характерная особенность – возможность расположения его вне трубопровода. Если скорость движения этой среды const, диаметр трубопровода не изменяется, плотность частиц постоянна и распространена концентрация поглощающих частиц равномерна, то шкала вторичного прибора может быть проградуирована в объемных концентрациях рассеивающего компонента.

С хема нефелометра(эффект отражения в дисперсных средах).

Выбранное по длине волны излучение источника света попадает через кварцевые окна в кювету с прокачиваемой анализ. средой, в кот. регистрируется эффект отражения I₀. Падающий и отраженный пучки света поочередно через зеркала и светофильтры. В случае равенства интенсивности световых потоков на выходе УУ регистрируется нулевой сигнал. В случае наличия отражения(изменения) отражающего пучка на выходе усилителя появляется разностный сигнал и двигатель 2 начинает, вращаясь, вдвигать в световой поток I₀ оптический клин до момента сравнения интенсивности. На шкале этого двигателя регистрируется степень уравновешивающего преобразования.