- •4.3. Деформационные манометры
- •Тип деформационного манометра
- •Упругий гистерезис, последствие; невоспроизводимость свойств материала и технологии. Малая чувствительность ± (1,0 — 4) %
- •1 Тензорезисторы не могут градуироваться индивидуально, так как являются элементами однократного использования.
- •4.4. Электрические I манометры
- •Глава 5
- •5.1. Общие сведения
- •Измерение обратного потока
- •Погрешность Измерения (длительно), %
- •Нелинейная
- •Обеспечивается
- •5.2. Расходомеры переменного перепада давления
- •При этом объемный и массовый расходы соответственно
- •1. Как во всех расходомерах, реализующих косвенный метод
- •5.3. Расходомеры постоянного перепада давленияПри установке дифманометров-расходомеров должны соблюдаться следующие требования:
- •2. Динамическое давление
- •5.4. Электромагнитные расходомеры
- •1 Прожигание осуществляется пропусканием через электроды датчика импульса тока с силой I—2 а. При этом цепи датчика и прибора отклю
- •5.5. Специальные расходомеры и счетчики для целлюлозно-бумажного производства
- •Глава 6 измерение уровней
- •6.1. Общие сведения
- •I Механические уровнемеры включают в себя:
- •6.2. Механические уровнемеры
- •6.3. Электрические уровнемеры
- •6.4. Специальные уровнемеры для целлюлозно-бумажного производства
- •Глава 7
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Газоанализаторы
- •7.3. Концентратомеры химических растворов
- •7.4. Плотномеры
- •7.5. Концентратомеры механических смесей
- •7.7. Влагомеры
- •9 Заказ № 301 257
- •7.8. Специальные средства измерения
- •Глава 8 измерение скоростей
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Аналоговые тахометры
- •8.3. Цифровые тахометры
- •Типы и принципы устройства частотных датчиков тахометров
- •Функция преобразовании частотных датчиков
- •Типы и принципы устройства частотных датчиков тахометров
- •Функция преобразования частотных датчиков
- •Функция преобразования частотных датчиков Типы и принципы устройства частотных датчиков тахометров Функция преобразования частотных датчиков
- •Технические характеристики цис-3
- •Глава 9
- •9.1. Общие сведения. Унифицированные преобразователи
- •Измеряемые величины
- •Частотно -цифровые и кодовые
- •9.2. Пневматические приборы
- •9.3. Аналоговые электрические приборы
- •Приборы уравновешивающего преобразования
- •I1/"!! Заказ №301 321
- •9.4. Цифровые приборы
- •10.1. Общие сведения
- •Измерительный блок Измерительный 5лок
- •10.2. Преобразование измерительной информации в иис
- •10.3. Основные узлы иис
- •10.4. Вопросы проектирования и оценки эффективности иис
- •15. Гост 11.004—74. Прикладная статистика. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров нормального распределения. М., 1974. 17 с.
- •16. Гост 16263 — 70 гси. Метрология. Термины и определения. М., 1970.
- •32. Павленко в. А. Газоанализаторы. М., 1965. 296 с.
- •46. Электрические измерения неэлектрических величин/Под редакцией п. В. Новицкого. Л., 1975. 576 с.
- •Глава 1. Основные сведения из теории измерений . . 9
- •Глава 3. Измерение температуры 100
- •Глава 4. Измерение давления 128
- •6.3 Электрические уровнемеры 186
7.2. Газоанализаторы
В химико-технологических процессах чрезвычайно важен контроль качества исходных промежуточных и конечных веществ с целью стабилизации и повышения качества выпускаемой продукции, а также для обеспечения безопасности потенциально опасных производств и улучшения условий труда во вредных для здоровья работающих помещениях. Анализ газовых смесей для целлюлозно-бумажного производства заключается в контроле: технологических параметров газообразных материалов (концентраций хлора, кислорода, сернистого газа и т. д.) в отбельных цехах, содорегенерационных котлах, из-вестерегенерационных отделах и в кислотных производствах; норм содержания вредных газов (хлора, двуокиси хлора, сероводорода, меркаптанов и др.) в помещениях комбинатов. Такой контроль направлен на эффективное и безопасное управление производственными процессами в ЦБП. .
По принципу действия газоанализаторы можно разделить на следующие группы:
Механические, к которым относятся анализаторы состава газов по механическим его характеристикам (плотности, объему, давлению и т. д.).
Химические, основанные на свойствах газов, проявляемых ими в химических реакциях (при поглощении, сжигании, разложении и т. д.).
Электрохимические, характеризующие смеси газов по электрическим свойствам (по изменению электродного потенциала, комплексного сопротивления или его составляющих и т. д.).
Ионизационные, в которых наблюдается увеличение или уменьшение ионного тока в зависимости от состава газовых смесей.
Магнитные, использующие парамагнитные свойства ряда газов.
Тепловые, принцип действия которых связан с изменением свойств газовых смесей в температурных полях в зависимости от их состава.
Звуковые (ультразвуковые), в основе которых лежит зависимость скорости распространения звуковых (ультразвуковых) колебаний от состава газовой среды.
Оптические, применяемые для анализа состава газов по изменению характеристик монохроматического света в зависимости от состава смеси газов.
Перечисленные принципы построения газоанализаторов имеют различные области применения, а приборы на их основе — разные степени разработанности и совокупности метрологических характеристик. Рассмотрим газоанализаторы для тех составляющих газовых смесей, которые находят практическое применение в ЦБП.
Магнитные газоанализаторы. Для анализа состава дымовых газов в содорегенерационных и известерегенерационных печах на содержание в них кислорода используются магнитные газоанализаторы. По этим приборам определяют полное сгорание и необходимое количество избыточного воздуха, подаваемого в топку. Измерение высоких концентраций кислорода особенно важно в процессе кислородно-щелочной отбелки.
Кислород обладает парамагнитными свойствами, в отличие от многих других газов, являющихся диамагнетиками. Магнитная восприимчивость кислорода в относительных единицах на два порядка больше, чем у других газов. Однако само измерение этой характеристики связано со значительными трудностями. Поэтому при измерении концентрации кислорода магнитными газоанализаторами пользуются вторичными эффектами— зависимостью магнитной восприимчивости х кислорода от температуры:
аРМ
и = , (7-1)
RT*
где а — постоянная Кюри; R—газовая постоянная; М — молекулярная масса; Р — давление; Т — абсолютная температура кислорода,
или изменением теплопроводности кислорода под влиянием однородного магнитного поля.
Устройство магнитных газоанализаторов, основанных на первом эффекте и используемых широко в ЦБП для измерения концентрации кислорода, приведено на рис. 7-2.
Кислород, расход и температура которого поддерживаются постоянными, поступает в кольцевую камеру / с перемычкой 2. На перемычке имеются две секции платинового нагревателя с сопротивлениями R1 и R2, включенные в плечо первоначально уравновешенного моста Rl, R2, R3 и R4, причем первая секция R1 располагается между полюсами постоянного магнита 3, создающего на перемычке неоднородное магнитное поле. Иначе говоря, на перемычке расположен термоанемометр, один конец которого R1 помещен в магнитное поле (гл. 5).
Парамагнитный кислород втягивается в магнитное поле и нагревается там от обмотки R1, что вызывает уменьшение его магнитной восприимчивости к. Следующая порция холодного кислорода с большой и, притягиваясь магнитным полем, проталкивает нагретый кислород по перемычке, создавая «магнитный ветер». Чем больше концентрация кислорода, тем интенсивнее охлаждается обмотка R1 и тем больше изменяется значение R1. Разбаланс мостовой цепи измеряется измерительным прибором ИП, шкала которого градуируется в значениях концентрации кислорода.
Переменное сопротивление резистора R0 служит для подгонки равновесия моста при отсутствии кислорода, а Рд — для изменения чувствительности мостовой цепи. Последнее особенно важно в связи с тем, что для различных концентраций кислорода чувствительность такого газоанализатора резко меняется. При концентрациях от 80 до 100 % она уменьшается по сравнению с начальной почти в 10 раз за счет увеличения скорости «магнитного ветра», вместе с тем снижение температуры наблюдается как у первого активного плеча R1, так и у второго R2. Для измерения различных концентраций кислорода требуются дополнительные конструктивные изменения (наклон канала, изменение расположения обмоток, другие характеристики мостовой цепи и т. п.). Этим объясняется появление различных модификаций магнитных газоанализаторов на кислород.
В последнее время создаются газоанализаторы, работающие на переменном токе (рис. 7-3), построенные по методу уравновешивающего преобразования. Две мостовых цепи, одна из которых измерительная, рабочая / от R1 до R4, а вторая уравновешивающая // от R 1 до R'4, включены навстречу друг другу.
Платиновые сопротивления R1 и R2 омываются исследуемой смесью кислорода плюс воздух, причем R2 находится в магнитном поле. Плечи R'l и R'2 из платины омываются воздухом, и возле плеча R'2 находится ложный магнит. Последний представляет бруски из латуни, имитирующие условия теплообмена, аналогичные для R2. Остальные сопротивления выполнены из магнита для исключения температурного влияния.
Мостовые цепи I и II первоначально (для Соа = 0) уравновешены и скомпенсированы между собой. При появлении ки-хлорода нарушается равновесие моста / и условие компенсации / и // мостов. Возникающее ДСУ с помощью электронного усилителя и реверсивного двигателя М компенсируется падением напряжения на Rp до тех пор, пока полученная недоком-пенсация не станет равной нулю (точнее, порогу чувствительности усилителя).
Дополнительные погрешности от влияния изменения температуры, давления, напряжения питания компенсируются из-за одновременного и одинакового воздействия на I и II мостовые цепи. Правда, идентичности последних добиться трудно, поэтому возникает нестабильность нуля. Это обстоятельство не-юбходимо учитывать при измерениях малого содержания кислорода.
Термокондуктометричесше газоанализаторы. Для измерения концентрации S02 в печных газовых смесях серных и колчеданных печей в пределах до 15—20 % используются термокондуктометрические газоанализаторы (являющиеся разновидностью тепловых). Эти приборы применяются в производственных измерениях чрезвычайно широко для количественного анализа Н2, С02, СН4, CI, S02 и т. д.
Теплопроводность двухкомпонентной смеси Кем характеризуется в первом приближении зависимостью
^ = ^0+^ = ^0 + ^(100 — 0), (7-2)
^•де а и b — концентрация каждого компонента; %i, %2 —• теплопроводность компонентов.
Если качественное содержание смеси известно (известны ■£i и Л2), то измерив теплопроводность смеси Ксш, можно определить значение о.
На основе зависимости (7-2) могут работать газоанализаторы, измеряющие одну составляющую в многокомпонентных [Газовых смесях, в случае если отношение теплопроводности искомого компонента и эквивалентной теплопроводности остальной смеси остается постоянным во всем диапазоне изменения содержания искомого газа.
Так как приведенная зависимость (7-2) примерна, все газоанализаторы должны градуироваться экспериментально (по образцовым смесям или образцовым приборам).
Эффект изменения теплопроводности смесей измеряется ■с помощью термосопротивления, поэтому они получили название термокондуктометрических газоанализаторов.
Необходимо иметь в виду, что значения коэффициентов теплопроводности зависят от изменения температуры. Поэтому ^горячую смесь перед поступлением в прибор охлаждают, а сами первичные измерительные преобразователи термостатируют
или предусматривают другие пути коррекции температурной погрешности.
Первичный измерительный преобразователь представляет собой терморезистор в виде платиновой нити, помещенной в камеру 1, по которой пропускается анализируемая смесь (рис. 7-4,а).
При выборе параметров терморезисторов R1 и R3 и конструкции камеры необходимо стремиться к тому, чтобы тепловое равновесие проволоки в камере определялось в основном измерением теплопроводности смеси, т. е. следует исключить все потери тепла: через теплопроводность проволоки и деталей крепления, лучеиспускание и конвекцию.
Первыми потерями можно пренебречь, если выбирать отношение l/d> 300^-500, например длина проволоки /=50-4-60 мм, а ее диаметр d = 0,03-^0,05 мм. При этом крепление проволоки должно быть легким и прочным: например, с помощью стеклянных «слезок» проволоку крепят на двух опорах, расположенных друг к другу под углом 90°. Опоры служат токопод-водами.
Вторые потери исключаются выбором температуры нагрева платиновой нити не выше 100—120 °С, что ограничивает допускаемое значение тока, проходящего по проволоке терморезистора.
Потери на конвекцию можно снизить уменьшением скорости обдува термосопротивления анализируемой смесью. В противном случае проявляется термоанамометрический эффект (см. гл. 5). Однако уменьшение скорости с помощью дросселей 2, 3, 4 (см. рис. 7-4, а) имеет свои границы. При этом увеличивается инерция преобразователя, т. е. время установления теплового равновесия проволоки, а следовательно, получения значения измеряемой величины. Уменьшая зависимость показании от скорости, мирятся с инерцией порядка 5—8 мин.
Особо следует отметить требования к жесткой фиксации проволоки в канале при расположении ее строго по оси канала. В противном случае в процессе эксплуатации могут нарушаться градуировочные значения, приписанные преобразователю при его производстве. Кроме того, проволока должна иметь амортизационную пружину 5 в месте прикрепления к опорам, иначе удары и вибрация будут существенно влиять на работу преобразователей. Рассмотренные первичные измерительные преобразователи включают в мостовую цепь.
Простейшая схема термокондукторометрического газоанализатора (типа ГЭУК-21) приведена на рис. 7-4,6.
В первоначально уравновешенный с помощью R0 (при отсутствии смеси) равноплечий мост постоянного тока включены рабочие преобразователи с терморезисторами R1 и R3 (см. 7-4), обтекаемые анализируемой смесью, и нерабочие с терморезисторами R2 и R4 (см. рис. 7-4, б), заполненные воздухом. При подаче анализируемой смеси в камеры рабочих плеч моста указатель неравновесия ИП отметит содержание исследуемого компонента в смеси с воздухом. Такая измерительная цепь увеличивает в 2 раза чувствительность отдельного преобразователя. Использование нерабочих плеч позволяет несколько снизить влияние температуры, изменения напряжения питания и т. д., но недостаточно. Для уменьшения влияния названных факторов в приборах используют стабилизацию питания и термостатирование датчиков (см. ниже). Газоанализатор типа ГЭУК-21 имеет возможность измерять концентрацию С02 в воздухе от 0 до 20 % с абсолютной основной погрешностью ±0,5 % С02. При температуре от 20 до 50 °С дополнительная температурная погрешность Д/=±0,3 % СО2/±10°С.
Аналогичное устройство имеет термокондуктометрический газоанализатор на 02 типа ТКГ [1]. В него входят датчик, источник стабилизированного питания, измерительный прибор и вспомогательные элементы для отбора смеси 02 с воздухом: пробоотборная система ПС-2, регулятор расхода, фильтр и вла-гопоглотитель для анализируемой смеси. Блок датчика термо-статирован.
Для снижения погрешностей в современных термокондукто-метрических газоанализаторах используются компенсационные схемы, аналогичные рассмотренным выше для магнитных газоанализаторов. Схема такого устройства представлена на рис. 7-5 (для газоанализатора ТП-220 на С02).
Измерительный мост / состоит из рабочих преобразователей с терморезисторами R1, наполненных испытуемой смесью, и нерабочих— с терморезисторами R2, наполненных смесью, соответствующей по концентрации началу шкалы. Уравновешивающий мост // имеет аналогичные нерабочие преобразователи с терморезисторами R2 и нерабочие преобразователи с терморезисторами R3, содержащие смеси, соответствующие по кон
центрации концу шкалы. Остальные резисторы R'Rl /?"д, R5, R6 и R7 служат для подгонки равновесия мостовых цепей при одинаковых смесях в преобразователях. Поэтому разбаланс уравновешивающего моста является как бы образцовым сигналом падения напряжения на Rv, характеризующим весь диапазон измерения концентрации исследуемой смеси. С этим сигналом сравнивается падение напряжения на /?и, которое пропорционально разбалансу измерительного моста. Разница их поступает на электронный усилитель с реверсивным двигателем М в качестве исполнительного элемента для автоматического уравновешивания цепей / и //. Движок RVl связанный с М, перемещается до тех пор, пока эта разница не станет равной нулю. Положение движка на /?р и связанной с ним стрелки соответствуют измеренной концентрации.
Так устроены газоанализаторы на С02, выпускаемые на диапазоны концентрации от 0—10 до 80—100 % с возможностью измерения при сопутствующих неустраняемых компонентах (использованием дополнительных мостов, плечи которых — преобразователи с различными температурными условиями теплообмена). Основная погрешность составляет ±(2,5—3) % от диапазона измеряемых концентраций С02, а уг=0,5 %/10°С при ^= + (0^-50) °С.
Хроматографические газоанализаторы. Хроматография газов— это физический способ разделения сложной газовой смеси на отдельные компоненты, осуществляемый в результате адсорбционных процессов, происходящих при движении смеси вдоль слоя сорбента, с целью последующего определения концентрации каждого компонента.
При хроматографическом разделении газовой смеси в качестве сорбентов используют твердые пористые вещества (газоадсорбционная хроматография) или нелетучие жидкости, нанесенные на пористые твердые носители с большой поверхностью (газожидкостная хроматография). При газоадсорбционной хроматографии разделение происходит из-за селективности сорбента к отдельным компонентам газовой смеси, что определяет скорость сорбции и десорбции, а следовательно, и временное разделение компонентов смеси. Газожидкостная хроматография основана на различии растворимости компонентов газовой смеси в жидкости, нанесенной на поверхность сорбента.
Динамика процесса хроматографического разделения газовой смеси подчиняется законам динамики сорбции. Известно [22, 32], что линейная скорость движения v\ одного из компонентов анализируемой газовой смеси вдоль трубки, заполненной сорбентом, зависит от изотермы адсорбции этого газа:
dci jt
где Vr линейная скорость потока смеси газов; а% и d — степень адсорбции и концентрация i-ro компонента смеси газов соответственно; температура смеси.
Ч
Гц
(7-4)
I
Про5а
\
Колонка
Измерительное устройство
Газ-носитель
>□ >□
ж:
7Г717Г
о:
Б Л
Л ЛЛ
1\в 1\з НП
Хромаш грамма
JL*_ Щ
Рис. 7-6
стоянной температуре каждый £-й компонент газовой смеси переносится вдоль сорбента с постоянной, характерной для него скоростью, что является причиной их разделения.
Принцип хроматографического разделения и анализа газовых смесей иллюстрируется рис. 7-6. Проба газа определенного объема, состоящая, например, из трех компонентов А, Б и В, перемещается газом-носителем через разделительную колонку с сорбентом. Так как для компонентов А, Б и В сорбент имеет различную сорбируемость или растворимость, то их движение по колонке будет происходить с разной скоростью. В результате газовая смесь из А, Б и В движущаяся вместе с газом-носителем разделится на отдельные компоненты А, Б и Ву каждый из которых занимает в колонке некоторый объем. Поэтому три компонента появятся на выходе из колонки в потоке газа-носителя в разные моменты времени 1а, 1б и /в в количествах пропорциональных концентрации компонентов А, Б и В, что регистрируется измерительным устройством для бинарных смесей — детектором в виде хроматограммы. Она состоит из отдельных пиков А, Б и В, каждый из которых соответствует определенному компоненту.
J При постоянных расходе газа-носителя и температуре время выхода компонентов газовой смеси /а, ts и tB является качественным показателем, а площадь и высота пика пропорциональна концентрации компонентов А, Б и В в пробе.
В зависимости от факторов, вызывающих движение компонентов смеси по слою сорбента, хроматографический анализ делят на следующие способы: 1) проявительный (см. рис. 7-8); 2) фронтальный, при котором анализируемая смесь непрерывно подается в хроматографическую колонку и компоненты, кроме первого, наиболее сорбирующегося, выходят в смеси друг с другом; 3) вытеснительный,. в этом случае в колонку вводится компонент, который из-за наибольшей сорбируемости вытесняет все вещества анализируемой смеси; 4) термической десорбции, в котором роль вытеснителя играет тепловое поле, движущееся вдоль колонки; 5) хроматермографический, сочетающий проявительный и термический способы анализа газовых смесей; 6) теплодинамический, основанный на постоянном поступлении анализируемой смеси с газом-носителем и последовательном вытеснении компонентов, как правило микропримесей, из слоя сорбента с помощью непрерывно движущейся печи, после чего каждый компонент занимает свою тепловую зону и поступает на выход раздельно.
В лабораториях и промышленных хроматографических газоанализаторах преимущественно используются проявительный и хроматермографический анализы. По сравнению с проявительный анализом (см. рис. 7-6) в хроматермографии предусматривают одновременное воздействие перемещающегося с постоянной скоростью температурного поля с определенным градиентом температуры и потока газа-носителя, в который периодически вводится проба анализируемой смеси. При этом хроматографические полосы компонентов смеси четко разделяются зонами чистого газа-носителя.
При хроматографии применение теплового поля по отношению к обычной газоадсорбционной хроматографии позволяет получить ряд преимуществ: ускорение анализа, определение малых концентраций компонентов в газовых смесях, возможность разделения сложных смесей при различии их компонентов по физико-химическим свойствам, улучшение метрологических характеристик хроматографических газоанализаторов.
Установка для хроматографии газов проявительный способом (рис. 7-7) состоит из разделительной (хроматографиче-ской) колонки / с неподвижной фазой (сорбентом), источника-дозатора подвижной фазы 2 и пробы 5, а также устройства
для фиксирования разделения газовой смеси и концентрации компонентов — детектора 6 и 9. Кроме основных элементов, .в установке имеются вспомогательные устройства, основными из которых являются: приборы контроля и регулирования давления и расхода газа-носителя и пробы анализируемой смеси, термостаты для обеспечения постоянства температуры смеси в колонке и в детекторе и др.
Определенная по объему проба анализируемой смеси через (специальное дозирующее устройство 5 вводится в верхнюю часть разделительной колонки /. Через колонку с постоянной скоростью, измеряемой ротаметром 7, пропускают из газового рбаллона инертный газ-носитель, поступление которого регулируется специальным вентилем 5, а давление измеряется мано-шетром 4. Инертный газ перемещает по колонке компоненты игазовой пробы с различными скоростями, в результате чего Ьни попадают в измерительный преобразователь 6 поочередно и регистрируются в виде хроматограммы с помощью самопишущих приборов 9 (как правило, потенциометров). Разделительная колонка 1 и блоки измерительных преобразователей-детекторов 6 перемещаются в термостаты 8 для поддержания 'постоянной и одинаковой температуры.
Хроматографическая колонка представляет собой обычно ,трубку из стекла или металла с внутренним диаметром 4—8 'Аш и длиной от 0,5 до нескольких метров. Капиллярные коронки с диаметром 0,2—0,35 мм и длиной от нескольких десятков до сотен метров отличаются более высокой эффективностью разделения газовых смесей.
Форма трубок в колонке может быть весьма разнообразной, [при этом отдается предпочтение компактным конструкциям с возможностью заполнения их неподвижной фазой.
Детектор — измерительный преобразователь концентрации разделенных компонентов в смеси с газом-носителем в выходной измерительный сигнал для последующего измерения и регистрации прибором — представляет ответственную часть газоанализатора. От устройства детектора зависят требования к разделительным колонкам и метрологические характеристики газоанализаторов.
В газовой хроматографии применяются различные по принципу действия детектирующие устройства [22, 32].
При различных свойствах анализируемых газовых составляющих по теплопроводности одним из распространенных детекторов является измерительный преобразователь концентрации двухкомпонентных газовых смесей, выходным сигналом которого является изменение активных сопротивлений терморезисторов (см. устройство и характеристики термокондукто-метрических газоанализаторов). Поэтому основное условие применения термокондуктометрических детекторов заключается в том, чтобы анализируемые компоненты имели теплопроводность, отличную от теплопроводности газа-носителя. Если это условие соблюдается, то хроматографические газоанализаторы с термокондуктометрическими детекторами достаточно стабильны, просты по устройству и чтению хроматограмм. К недостаткам таких газоанализаторов следует отнести низкую чувствительность, большие инерционность и объем камеры измерительного преобразователя, наличие дополнительных погрешностей от температуры, скорости и давления анализируемых потоков.
Среди ионизационных детекторов, основанных на ионизации любым способом органических соединений и последующем измерении ионных токов, в ЦБП для лабораторных анализов нашли применение пламенно-ионизационные детекторы.
Принципиальная схема пламенно-ионизационного измерительного устройства для анализа органических газовых смесей изображена на рис. 7-8.
В корпусе измерительного преобразователя (детектора) установлена горелка 1, одновременно являющаяся одним из электродов, и коллекторный электрод 2, изготовленный из платиновой проволоки в виде сетки и расположенный над пламенем. Горелка и коллекторный электрод изолированы от корпуса.
Измерительная цепь устройства состоит из источника постоянного тока <3 напряжением 100—400 В, усилителя постоянного тока с высокоомным выходом 4 (RBx= 108-М012 Ом) и выходного измерительного прибора 5, как правило, автоматического электронного потенциометра с пределом измерения 0—10 мВ. Измеряемые ионные токи порядка Ю-7—Ю-13 А.
Ионизация молекул органических соединений, подаваемых для анализа, в пламенно-ионизационном преобразователе происходит в зоне водородного пламени. Проводимость водородного пламени мала, поэтому фоновый ток не превышает Ю-15 А.
При попадании органических соединений в зону пламени происходит образование ионов, при этом резко возрастает электропроводность пламени и выходной прибор отмечает пик на хроматограмме последовательно для каждого компонента смеси.
Для предотвращения колебания пламени от пыли и удаления паров воды, образующихся при сгорании водорода, в камеру сгорания подают фильтрованный воздух.
К достоинствам такого устройства относится высокая чувствительность (Ю-14 моля) и практическая безынерционность детектора. Недостатками пламенно-ионизационного преобразо: вателя являются медленное загрязнение электродов и, как результат, снижение его чувствительности, трудности измерения малых значений токов, что связано с применением высокоом-ных электрометрических усилителей, а также необходимостью применения взрывоопасного водорода.
Из рассмотренных детекторов только преобразователи, основанные на измерении теплопроводности, можно использовать для обнаружения многих компонентов газовой смеси. Поэтому в универсальных хроматографах обычно устанавливаются одновременно несколько детекторов с различным принципом действия и пределами измерения, позволяющих анализировать различные газовые смеси.
В качестве одного из основных вспомогательных элементов хроматографа является дозатор, который должен обеспечить дозирование пробы газа с необходимой точностью измерения его объема и достаточным быстродействием. Существует много типов дозаторов. В лабораторной практике часто в качестве ^дозатора используется обычный шприц. Автоматические дозаторы представляют собой чаще всего поворотные краны с калиброванными каналами или калиброванные емкости с поворотными кранами [32].
Как правило, для количественного определения состава анализируемой смеси записанную кривую (см. рис. 7-6) сравнивают с хроматограммой, полученной по образцовому составу смеси, приготовленной из чистых исследуемых веществ в соответствующих количествах. Для типовых анализов пользуются градуировочными хроматограммами.
Существующие методы и приборы хроматографического анализа подробно изложены в работах [22, 32].