3.2.3. Измерение содержания веществ, растворенных в жидкостях
Анализаторы состава жидкостей представляют собой средства измерений, предназначенные для получения измерительной информации о количестве вещества или его концентрации, а в некоторых случаях – о сумме компонентов веществ в анализируемой жидкости.
Кондуктометрические приборы. Принцип их действия основан на измерении
Рис. 3.25. Схема измерительно й ячейки кондуктомет
электропроводности анализируемых растворов. Удельная электропроводность (удельная электрическая проводимость) жидкостей в зависимости от концентрации и природы растворенных в них веществ может изменяться на несколько порядков, от 10–4 (чистая вода) до 100 См/м (сильные электролиты), что позволяет в ряде случаев просто и с высокой степенью точности контролировать концентрацию компонентов в растворах.
Чувствительный элемент этих приборов – измерительная ячейка – состоит из двух электродов, помещаемых в анализируемый раствор на определенном расстоянии один от другого (рис. 3.25).
Сопротивление ячейки определяется электропроводностью раствора. При площади электродов S, расстоянии между электродами L и удельной теплопроводности раствора σ, сопротивление измерительной ячейки (в Ом):
R = L / σS = К / σ.
Измерение электропроводности может производиться как на постоянном, так и на переменном токе. В настоящее время широкое распространение получают бесконтактные методы измерения электропроводности растворов, которые обеспечивают измерение концентрации сильно загрязненных агрессивных жидкостей, суспензий и коллоидных растворов непосредственно в технологических потоках.
Оптические
анализаторы.
Эти
приборы
относятся
к
классу
спектральных
анализаторов,
в
которых
значение
выходного
сигнала
измерительной информации зависит от взаимодействия потока излучения с анализируемой жидкостью или от свойств излучения
рефрактомер
как правило, в качестве измерительных
преобразователей оптических величин в электрические применяются различные фотоэлектрические преобразователи.
Рефрактометрический метод анализа жидких сред основан на использовании зависимости показателя преломления света при переходе его из одной среды в другую. В проточном рефрактометре (рис. 3.26) использована дифференциальная измерительная кювета.
Световой поток от источника 1 проходит через коллиматор 2 и направляется на измерительную кювету 3, состоящую из двух частей: одна заполнена эталонной жидкостью, а через другую протекает анализируемый раствор. Пройдя через измерительную кювету, световой поток попадает на блок дифференциального фотоприемника 4, состоящего из двух одинаковых фоторезисторов. Если коэффициенты преломления контролируемой и образцовой жидкостей одинаковы, то и обе половины фотоприемника освещены одинаково. При этом сигнал разбаланса, подаваемый на электронный усилитель 5, равен нулю. При изменении концентрации анализируемой жидкости меняется коэффициент ее преломления, и луч света отклоняется вверх или вниз, что поведет к изменению освещенности частей фотоприемника. В результате на входе усилителя 5 появляется сигнал разбаланса, который после усиления будет подан к реверсивному электродвигателю 6, изменяющему положение блока фотоприемника до наступления нового состояния равновесия. Одновременно производится перестановка стрелки показывающего или пера записывающего устройства 7.
3.3. Специальные методы измерения и контроля
В промышленности очень часто возникает необходимость в измерении влажности газов, твердых и сыпучих материалов и продуктов, состава газовых сред и других параметров, которые не рассматриваются в предыдущих пунктах.