21. Сорбционные анализаторы.
В основу работы сорбционных газоанализаторов положены различные
эффекты, сопровождающие процесс сорбции (сорбция— поглощение твердым телом или жидкостью вещества из окружающей среды). Это явление давно используется в аналитическом контроле. Интенсивное развитие сорбционных методов и средств автоматического контроля наблюдается в последнее время. В сорбционных газоанализаторах используются механические, тепловой, оптические и электрические эффекты, сопровождающие процесс адсорбции газов и паров.
Наиболее распространен газоанализатор, основанный на определении массы сорбированного определяемого компонента анализируемой смеси.
Рассмотренный газоанализатор может использоваться для измерения
концентрации Н2, NO2, SO2, NH3, H2S и паров НСl, Hg, H2O
Влагомеры такого типа имеют широкий диапазон измерений от 0—10-5 до 0—3% об. и время реакции 10—30 с.
При использовании газоанализатора для измерения концентрации паров воды, т. е. в качестве гигрометра сорбирующий слой выполняют из диоксида кремния, пентоксида фосфора, сульфированного полистирола и других гигроскопических полимеров и природных смол.
В дилатометрическом газоанализаторе (а), предназначенном для измерения концентрации водорода, в камере 2, через которую прокачивается анализируемый газ, размещена тонкостенная трубка 1, изготовленная из палладия. Водород, содержащийся в анализируемом газе, растворяется в палладии. При этом длина трубки 1 за счет эффекта набухания с увеличением концентрации водорода увеличивается. Так как верхний конец трубки 1 закреплен на корпусе 2, то ее нижний конец свободно перемещается. С помощью емкостного, индуктивного или пневматического преобразователя перемещений 4 измеряются перемещения пластины 3, укрепленной на нижнем конце трубки 1. Эти перемещения связаны с концентрацией водорода в многокомпонентных газовых смесях.
22. Магнитные газоанализаторы.
В основу работы магнитных газоанализаторов положены различные явления, связанные с взаимодействием определяемого компонента анализируемой (в общем случае многокомпонентной) газовой смеси с магнитным полем. Газы, которые втягиваются в магнитное поле, называют парамагнитными, а те газы, которые выталкиваются из магнитного поля, — диамагнитными. Подавляющее большинство газов и паров являются диамагнитными. Парамагнитными свойствами обладают кислород и оксиды азота. Наиболее распространенными являются термомагнитные газоанализаторы (рис.). В его работе используется явление термомагнитной конвекции, сущность которого заключается в том, что при расположении в неоднородном магнитном поле проводника, нагреваемого электрическим током, за счет уменьшения магнитной восприимчивости кислорода, вызванного нагреванием образуется движение газовой смеси, направленной от области большей напряженности магнитного поля к области меньшей напряженности. Анализируемый газ поступает из блока подготовки с постоянным объемным расходом в кольцевую камеру. По диаметру этой камеры установлена тонкостенная стеклянная трубка с намотанными на ней терморезисторами теплового расходомера R1 и R2. Если в анализируемом газе отсутствует кислород, то при горизонтальном положении трубки поток газа через нее отсутствует. Когда в анализируемом газе имеется кислород, он втягивается в магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом около левого конца трубки. Затем кислород нагревается терморезистором R1 до температуры выше точки Кюри (~80°С), при которой он теряет свои парамагнитные свойства, становится диамагнитным и выталкивается из магнитного поля. Возникает «магнитный ветер» — поток газа, протекающий по трубке. Расход газа в трубке измеряется тепловым расходомером. Разбаланс неравновесного моста, определяемый объемной концентрацией кислорода в анализируемом газе, измеряется и регистрируется потенциометром. Диапазоны измерений термомагнитного газоанализатора от 0—1 до 0—100% об.; классы точности 2,5—5 (в зависимости от диапазона измерений), время реакции 120 с.
