Термокондуктометрический детектор

Представляет собой в миниатюре термокондуктометрический газоанализатор, то есть мостовую схему, в которой имеются четыре ячейки (две проточные, две глухие) спирали в которых изготовлены из благородных металлов (рис).

Принцип действия основан на охлаждении спиралей потоком газа, тем самым меняется сопротивление спиралей, появляется разбаланс мостовой схемы.

Достоинство детектора — универсальность.

Недостатки: большой объем исследуемой пробы; мало пригодны для анализа примесей и микро примесей; спиральки термосопротивлений перегорают; трудность анализа смесей с близкими по молекулярной массе соединениями, термокондуктометры (катарометры) не чувствуют органические вещества близкие по молекулярной массе или их изомеры.

Пламенно-ионизационый детектор

Применяют только для определения смесей, в которых компоненты горят. Для работы ионизационно-пламенного детектора необходимы следующие газы: — водород, который смешивается с пробами и при выходе из горелки сгорает, его чаще всего получают электролизом воды, — воздух или кислород для горения пробы и уноса продуктов горения, — газ-носитель (азот или гелий).

Принцип действия детектора (рис) основан на ионизации анализируемых веществ в водородном пламени. Измеряются ионный ток или сопротивление пламени.

1 — колпачок, 2 — пламя горелки, 3, 4, 6 — изоляторы, 7 — камера детектора, 8 — измерительный прибор.

Достоинства детектора: малый объем анализируемой пробы, большая чувствительность, сходимость результатов при повторном эксперименте.

Недостатки: работа с водородом, необходимость его получения и соблюдение правил безопасности при работе с ним, процесс горения, то есть повышенные температуры при проведении анализа; разрушительная хроматография (сгорание анализируемой пробы).

Электронно-захватный детектор

Принцип его действия основан на захвате электронов. Он измеряет уменьшение тока. Под действием тритиевого источника азот (газ-носитель) проходит через детектор и ионизируется, при этом образуются медленные электроны. Под влиянием напряжения электроны перемещаются к аноду.

Достоинства детектора: высокая чувствительность, удобен для качественного анализа соединений, содержащих галогены, азот, свинец и так далее, хорошая сходимость результатов при повторных экспериментах, неразрушающая вещества хроматография.

Недостатки: работа с радиоактивным источником, в качестве газа-носителя необходимо использовать азот или водород высокой чистоты.

Типовые звенья в системах автоматического регулирования. Интегрирующее звено.

Типовыми звеньями автоматики называются такие звенья, переходный процесс в которых описывается дифференциальным уравнением не выше второго порядка с постоянными коэффициентами.

Интегральное звено

Интегральными звеньями называются такие звенья, в которых выходная величина пропорциональна интегралу во времени от входной величины. Дифференциальное уравнение интегрирующего звена имеет вид:

Из уравнения следует, что в интегрирующем звене скорость изменения выходной величины пропорциональна входной величине.

Передаточная функция интегрирующего звена:

В отличие от других звеньев, интегрирующее звено не приходит в равновесное состояние при скачкообразном изменении входной величины. Если усилительное, апериодическое, колебательное звенья имеют статическую характеристику, и, следовательно, в равновесных состояниях — однозначную зависимость выходной величины от входной, то интегрирующее звено этого не имеет. Уравнениями интегрирующего звена описывается поведение ненагруженных электродвигателей, которые быстро набирают обороты, нагревательных элементов, операционных усилителей

Дифференцирующее звено.

Называется такое типовое звено, в котором выходная величина пропорциональна производной во времени от входной величины. Различают идеальные и реальные дифференциальные звенья. Идеальные дифференциальные звенья характеризуются следующим уравнением:

Практически нет идеальных звеньев, так как возмущение на вход звена нельзя подать мгновенно.

Уравнение реального дифференциального звена

Переходный процесс в реальном звене при подаче на вход скачкообразного возмущения описывается интегральным уравнением:

Таким образом, реальное дифференциальное звено занимает промежуточное положение между усилительным и идеальным дифференциальным звеном, в зависимости от величин T и k.

Типовые звенья: интегрирующее и дифференцирующее

Интегральными звеньями называются такие звенья, в которых выходная величина пропорциональна интегралу во времени от входной величины. Дифференциальное уравнение интегрирующего звена имеет вид:

dy/dt=kx, Из уравнения следует, что в интегрирующем звене скорость изменения выходной величины пропорциональна входной величине.

Передаточная функция интегрирующего звена: Py=kx; y/x=k/P; W(p)=k/P; Переходная характеристика интегрирующего звена показана на рис.

В отличие от других звеньев, интегрирующее звено не приходит в равновесное состояние при скачкообразном изменении входной величины. Если усилительное, апериодическое, колебательное звенья имеют статическую характеристику, и, следовательно, в равновесных состояниях — однозначную зависимость выходной величины от входной, то интегрирующее звено этого не имеет. Поэтому усилительное, апериодическое и колебательные звенья называются статическими, а интегрирующее — астатическим. Уравнениями интегрирующего звена описывается поведение ненагруженных электродвигателей, которые быстро набирают обороты, нагревательных элементов, операционных усилителей. Дифференциальное звено

Называется такое типовое звено, в котором выходная величина пропорциональна производной во времени от входной величины. Различают идеальные и реальные дифференциальные звенья. Идеальные дифференциальные звенья характеризуются следующим уравнением: y=k*dx/dt; y=kPx; y/x=kP; W(p)=kP. Практически нет идеальных звеньев, так как возмущение на вход звена нельзя подать мгновенно. Рис. Уравнение реального дифференциального звена: T*(dy/dt)+y=kT*(dx/dt); Переходный процесс в реальном звене при подаче на вход скачкообразного возмущения описывается интегральным уравнением: y=kxe^-t/T; Передаточная функция: TPy+y=kTPx; y(TP+1)=kTPX; W(p)=y/x=kTP/TP+1; Чем больше значение коэффициента k, тем ближе такое звено к идеальному дифференцирующему звену. Чем больше T, тем ближе реальное звено к идеальному усилительному звену. Таким образом, реальное дифференциальное звено занимает промежуточное положение между усилительным и идеальным дифференциальным звеном, в зависимости от величин T и k.

Выше рассматривались звенья только с одной входной и одной выходной величинами. Однако большое число реальных химико-технологических объектов, а также систем регулирования представляют собой соединения звеньев, имеющих несколько входных и выходных величин. Анализ таких звеньев более сложен