
книги / Методы и приборы для определения кислорода (газовый анализ)
..pdfа также значениями технических и метрологических характе ристик.
Твердоэлектролитные газоанализаторы на кислород фирмы «Servomex Ltd.» выпускаются семи типов: модели 760 А и 760 М,
770 А, |
780 А и 780 |
М, 790 Е и 790 М; все |
они предназначе |
ны для |
определения |
концентрации кислорода |
в дымовых газах |
и имеют в зависимости от модели от 1 до 4 диапазонов измерения с временем реагирования Гдо не более 15 с. Стандартная длина погружного зонда 0,5 м, но возможны и отклонения как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения. Максимальное рас стояние между датчиком и измерительным блоком 80 м. Газо анализаторы имеют логарифмическую шкалу. На показания га зоанализаторов влияют температура окружающей среды и дав ление дымовых газов.
Твердоэлектролитные газоанализаторы на кислород фирмы «Kent industrial measurement» выпускаются двух типов: модели Z-FG — для низкотемпературных условий работы; модели Z-GP2 — для высокотемпературных условий.
Газоанализатор Z-FG является терморегулируемым; темпера тура его датчика поддерживается на уровне 700 °С. Он выпуска ется в двух модификациях: с погружным зондом длиной 0,4 м для небольших котлов и 1—2 м. Все датчики этого газоанализатора имеют встроенный пламегаситель и пригодны для использования в паровых котлах, работающих на газе, нефти или твердом топ ливе.
Датчик газоанализатора Z-GP2 в отличие от датчика газоана лизатора Z-FG не является терморегулируемым и поэтому может использоваться лишь для анализа в потоках с температурой выше 600 °С; рабочая температура датчика 1200 °С.
Магнитные газоанализаторы. Поскольку термомагнитному ме тоду присущи зависимости от влияния температуры, давления, неопределяемых компонентов пробы АГС, положения в простран стве и др., в современных приборах используются технические решения, снижающие степень влияния этих факторов.
За рубежом нашли применение двух- и четырехкамерные газоанализаторы, в которых уменьшено влияние положения в про странстве и неопределяемых компонентов пробы АГС, а также увеличена чувствительность.
Американской фирмой «Mine Safety Appliances Со.» разрабо тана четырехкамериая конструкция газоанализатора модели 802. В каждой из четырех камер имеются смежные нагреваемые нити чувствительного элемента, причем одна из них расположена в магнитном поле.
При наличии кислорода в пробе АГС возникает магнит ный ветер, направленный в сторону смежных нитей каждой пары, расположенных вне магнитного поля. Вследствие переноса тепла температура нитей, возбуждающих магнитный ветер, умень шается, а температура смежных нитей пропорционально увели чивается.
141
Двухкамерные газоанализаторы выпускают фирмы GKEP (Англия) модели 6500, «Leeds and Northrup» (США) модели 7803.
В двухкамерном газоанализаторе модели 7803 конструкция датчика предусматривает использование двух дополнительных компенсирующих ячеек различного диаметра, заполненных воз духом. Выбор оптимальных размеров дополнительных ячеек по зволил эффективно компенсировать влияние давления пробы АГС на показания прибора.
В последних зарубежных газоанализаторах применяют ми ниатюрные чувствительные элементы, обеспечивающие высокую чувствительность и быстродействие, а также устойчивую работу в условиях ударов, тряски и вибрации. В газоанализаторе «Permolyt-2» народного предприятия «Junkaior Dessau» (ГДР) применена независимая от наклона камера, отличающаяся от кольцевой тем, что содержит два параллельно расположенных термоанемометра, соединенных между собой газопроводами.
Втермомагнитном газоанализаторе ГТМК-14 и в ряде других газоанализаторов на кислород применена О-образная измеритель ная камера, обеспечивающая независимость показаний от угла наклона [129J.
Всовременных газоанализаторах применяют устройства свя зи с ЭВМ, цифровой индикации, самоконтроля и самоподстройки. Большей частью эти устройства используют в системах газового контроля. В таких системах осуществляется автоматическая диагностика газоанализаторов, подстройка их параметров, резер вирование элементов малой надежности, подготовка и переклю чение газовых смесей и т. п. Однако существуют и автономные газоанализаторы, в которых также реализуются такого рода функ ции. Так, в газоанализаторе ГТМК-16 предусмотрена возмож ность дистанционного переключения датчика с пробы АГС на по верочную газовую смесь для подстройки нуля шкалы газоана-
Характеристика современных зарубежных термомагнитных газоанализаторов
П р е д е л ы и з м е р е н и я ,
% (об.)
Г а з о а н а л н з а т о р |
Ф и р м а |
С т р а н а |
НИЖНИЙ в е р х н и й
В р е м я |
ус- |
Т Я П Л П |
гг Р - |
1 «111U U JI с
им я, 7'оо. с
« O x y m a t-1 » |
« S iem en s» |
|
Ф Р Г |
0 |
100 |
28 |
|
« O x y m a t-2 » |
» |
|
» |
0 |
100 |
30 |
|
« M a g n o s |
2» |
«H rtm a n n |
B ra u n » |
» |
0 |
100 |
— |
|
|||||||
« M a g n o s |
5» |
|
|
» |
0 |
100 |
— |
« P erm o ly t» |
«Junkaior |
D essau » |
Г Д Р |
-0 |
100 |
30 |
|
T M -3 |
|
M S A |
|
А нглия |
0 |
100 |
80 |
Z A G |
|
«F u ji E lectric C o .“ |
Я пония |
0 |
100 |
10 |
|
SH -631 |
|
« M ita k a |
In str u |
» |
0 |
100 |
20 |
« O sca r» |
|
m en t C o .» |
|
|
0 |
100 |
|
|
« S ch lu m b erg er» |
Ф ранция |
10 |
142
Рис. 35 . С х ем а м агн и топ н евм ати ч еск ого г а |
АГС+СГ |
|||
зо а н а л и за т о р а « O x y g o r » : |
|
|
||
/ , 2 — г а з о в ы е т р а к т ы ; 3— 6 — ч у в с т в и т е л ь н ы е |
|
|||
э л е м е н т ы ; 7 — и з м е р и т е л ь н ы й п р и б о р ; С Г — с р а в |
|
|||
н и т е л ь н ы й г а з |
|
|
|
|
лизатора. |
Газоанализатор |
имеет |
|
|
стандартный выход сигнал по току и |
|
|||
напряжению для связи с ЭВМ. В га |
|
|||
зоанализаторах |
на кислород типов |
|
||
С2М и С4 |
реализована автоматиче |
|
||
ская диагностика исправности и ав |
|
|||
топодстройка |
первичного |
измери |
|
|
тельного |
преобразователя |
[130]. |
|
|
Дальнейшее |
совершенствование |
|
||
устройств самоконтроля и коррекции |
|
|||
позволит повысить точность и надеж |
|
|||
ность газоанализаторов при одновре |
|
|||
менном снижении затрат на их тех |
СГ |
|||
ническое обслуживание. |
|
|
Для всех газоанализаторов, указанных в таблице, приведен
ная к верхнему пределу измерения погрешность не превышает
± 3 %.
Магнитомеханический метод позволяет использовать кон струкцию газоанализаторов на кислород, отличающихся, как было показано, высокой точностью, быстродействием и независимостью от влияния состава неопределяемых компонентов пробы АГС.
Традиционно разработкой и выпуском промышленных маг нитомеханических газоанализаторов занимаются такие фирмы, как «Taylor ServQmex» (Англия) и «Beckman» (США).
Фирма «Taylor Servomex» выпускает ряд моделей ОА-137 для химических производств, ОА-269 для анализа дымовых газов и ОА-292 для определения концентрации кислорода в потоках с вы сокой температурой конденсации.
Эти модели снабжены пятью диапазонами измерения в пре делах от 0 до 100 % кислорода и обеспечивают погрешность определения не более ±1,0 % от диапазона измерения.
Фирмой создан и прецизионный анализатор кислорода модели ОА-184, позволяющий осуществлять параллельный анализ двух потоков или разностный анализ. Модель имеет пять стандарт ных диапазонов при разностном анализе и четыре дополнительных диапазона: 16—21, 20—21, 20—30 и 90—100 % (об.). Погреш ность измерения ± 1 % от диапазона измерения. Время установ ления Гдо не более 30 с.
Есть у фирмы и портативные газоанализаторы кислорода. Модель ОА-570 выполнена в виде портативного анализатора с цифровой индикацией. Модель ОА-244, также являющаяся пор тативной, обладает исключительно высокой точностью (абсолют ная погрешность не превышает ±0,02 %) в пределах от 98 до
143
100 % (об.). Время установления Тдо не более 15 с. Еще более бы стродействующими являются модели ОА-262 (Гдо = 7 с) и ОА-540
( 7 э о = 3 —6 с).
Из магнитопневматических газоанализаторов на кислород типичными являются газоанализаторы МГК-3, МГК-ЗМ (СССР) и «Oxygor» (ФРГ).
Схема газоанализатора «Oxygor» изображена на рис. 35. В приборе имеются два газовых тракта 1 и 2 с расположенными в них чувствительными элементами, представляющими собой двой ные спирали 3, 4 и 5, б, включенные в плечи электрического моста. Непрерывный поток сравнительного газа (азота) омывает два смежных плеча 3 и 4 электрического моста. На своем пути один из двух потоков (правый поток) сравнительного газа про ходит между полюсами постоянного магнита, тогда как другой (левый поток) проходит через отрезок трубы, совершенно анало гичный правому, но не подвергающийся воздействию какого-либо магнитного поля. Проба АГС смешивается с сравнительным га зом непосредственно после того, как сравнительный газ выходит из зоны действия магнитного поля.
При одинаковой концентрации кислорода в пробе АГС и срав нительном газе потоки газа в обоих трактах симметричны. При изменении концентрации кислорода в пробе АГС в газовом трак те 2, находящемся в неоднородном магнитном поле, возникает давление. Возникающий поток сравнительного газа вызывает ох лаждение спиралей чувствительного элемента 3, 4. Сигнал раз баланса, измеряемый измерительным прибором 7, является функ цией концентрации кислорода в пробе АГС.
Магнитопневматические газоанализаторы устраняют некото рые из неудобств, типичных для обычных термомагнитных при боров, поскольку здесь нет прямого контакта между пробой АГС и чувствительным элементом. Однако недостаток их заключается в том, что требуется непрерывная подача сравнительного газа и они являются очень чувствительными к любому изменению вертикального положения поскольку испытывают влияние грави тационных сил.