4. Приборы и установки для измерения углеродного потенциала контролируемых атмосфер

Измерение и регулирование углеродного потенциала производят приборами определения влажности газа (точки росы), содержания С02 и содержания 02 (кислородного потенциала).

Приборы определения влажности газа. Для периодического измерения точки росы атмосферы генератора или печи используют конденсационные гигрометры. Работа приборов основана иа измерении температуры охлаждаемого металлического зеркала в момент конденсации на нем влаги, содержащейся в анализируемом газе. Зеркало охлаждается двуокисью углерода или жидким азотом либо полупроводниковой термобатареей. Пределы измерения точки росы отечественными гигрометрами (ИИГ-1, ВИГ-2М, ВИГ-3, ВИГ-5) от +30 до —60° С.

Приборы с хлористолитиевыми датчиками использованы в отечественных установках типа УРСГ конструкции НИИТАвтопрома. Установка УРСГ-4М позволяет измерять точку росы с точностью ±0,6° С.

Прибор ИВ-4-2 (ИВ-439) конструкции ВНИК.И Цветметавтоматика состоит из эбонитового датчика, измерительного и регулирующего устройств. Прибор позволяет контролировать состав эндотермической атмосферы по точке росы, изменяющейся в пределах от +16 до —11° С. Для автоматического контроля и регулирования состава атмосферы в эндо-генераторах и печах по точке росы предназначена установка «Иней-1». Рабочий диапазон измерения точки росы от —85 до +20° С. Основная абсолютная погрешность измерительной части установки не превышает 1° С температуры точки росы.

Инфракрасные газоанализаторы. Они предназначены для измерения и регулирования состава печной атмосферы по содержанию СО₂, отличаются высокой точностью, быстротой действия и универсальностью (их можно применять и при нитроцементации).

Принцип действия инфракрасных газоанализаторов основан на способности сложных газов (СО, СО₂, СН₄ и др.) поглощать инфракрасные лучи определенной длины волны. При этом степень поглощения инфракрасного излучения зависит от концентрации газа в анализируемой смеси.

Наиболее распространены приборы, в которых энергия инфракрасного излучения определяется конденсаторным микрофоном с помощью оптико-акустического эффекта. Этот принцип использован в газоанализаторах ОА-2209. Прибор одноточечный с пределами измерения 0—1% СО₂. Точность измерения прибора ±2,5% от верхнего предела, при этом погрешность измерения углеродного потенциала может превышать ±0,1% С.

Более совершенными газоанализаторами являются приборы, в которых энергия инфракрасного излучения определяется с помощью дифференциальной термопары. Этот принцип положен в основу работы прибора «Инфраред» (США), применяемого в нашей стране [8]. Прибор позволяет одновременно контролировать и регулировать состав газа по С02 и СН4 в шести точках: в двух точках по СН4, в остальных — по С02.

Прибор отличается высокой чувствительностью к малым концентрациям исследуемых газов (±0,005% С02) и обеспечивает высокую (±0,05% С) точность регулирования углеродного" потенциала.

Прибор для измерения кислородного потенциала [4]. Этот прибор лишен некоторых недостатков, присущих другим приборам косвенного измерения углеродного потенциала. Это объясняется тем, что датчик кислородного потенциала находится в печи в непосредственной близости от обрабатываемых деталей, а не в камерах отбора пробы газа (при подаче пробы из печи в камеру состав газа может измениться).