Термокондуктометрические газоанализаторы.

Принцип действия основан на измерении теплопроводности анализируемой газовой смеси. Теплопроводность смеси подчиняется принципу аддитивности:

Метод не избирательный. Предназначен для анализа тех компонентов, теплопроводность которых резко отличается от других (водород). Поэтому многокомпонентную смесь можно представить псевдобинарной.

сама теплопроводность зависит от температуры .

У различных компонентов может быть различный .

Т емпературный режим тщательно подбирается. Измерительная ячейка представляет собой измерительную полость, внутри которой расположен нагревательный элемент, который является одновременно и термометром сопротивления. Анализируемый газ пропускают внутри этой полости. Т.о. тепло от нагревательного элемента к стенке передается через слой газа. Для уменьшения рассеяния тепла, передаваемого лучеиспусканием, нагревательный элемент имеет температуру не более 200С. Для уменьшения доли тепла, передаваемого за счет конвекции обеспечивают ламинарный режим движения газа. Доля тепла передаваемого теплопроводностью достигает 70%.Камера сверлится и имеет диаметр от 4 до 100мм и длину до 100мм. Нагревательный элемент выполняют из платиновой проволоки диаметром 0,02 – 0,05мм.

Ч

R_Р

увствительные элементы включают в схемы неравновесных мостов. В качестве измерительных схем получили распространение компараторы.

Компаратор содержит 2 неравновесных моста: I – рабочий, II – сравнительный.

Ячейки R₁ и R₃ протачиваются и через них пропускают анализируемую газовую смесь. R₂ и R₄ – глухие и заполнены газовой смесью с содержанием анализируемого компонента в начале шкалы. Второй мост состоит только из глухих камер. R₅ и R₇ заполнены газовой смесью с конечным содержанием компонента. R₆ и R₈ заполнены газовой смесью с начальным содержанием компонента. Второй мост разбалансирован на всю шкалу. Выходной сигнал первого моста уравновешивается падением напряжения на реохорде R_Р.

Для исключения влияния изменения напряжения питания нужны компараторы. Кроме водорода они используются для измерения концентрации гелия, метана и двуокиси углерода.

Термохимические газоанализаторы.

Принцип действия основан на измерении теплового эффекта реакции каталитического окисления анализируемого компонента. Применяется для измерения концентрации горючих компонентов в избытке кислорода. Используется в качестве сигнализатора взрывоопасных концентраций.

Датчики могут быть двух типов:

1. Реакция происходит на гранулированном катализаторе, а температура измеряется самостоятельным термометром сопротивления (дешевый, высокая инерционность).

2. Реакция происходит на поверхности каталитически активной платиновой нити, являющейся термометром сопротивления (низкая инерционность, дорогой в эксплуатации)

Р ассмотрим схему на основе сигнализатора СВК-3М. Он одноканальный.

Рот – ротаметр

Э – эжектор

РБ – релейный блок

ИПС – источник стабилизированного питания

У – управление

Анализируемую газовую смесь пропускают с постоянной скоростью, которая контролируется ротаметром. Газ проходит через трехходовой кран. С помощью «контроля» проверяют изношенность катализатора. Вся схема подключена к баллону с известной концентрацией. Если показания отличаются , то следует заменить катализатор. Левый мост содержит два термометра сопротивления в смежных плечах. Один находится внутри реакционной камеры. а другой в измеряемой среде. С помощью R_Р устанавливается предел срабатывания РБ.