ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тепловые методы анализа из "Автоматический анализ газов и жидкостей на химических предприятниях" Термокондуктометрическии метод измерений, основанный на зависимости теплопроводности анализируемой смеси от концентрации определяемого компонента, является одним из самых распространенных и старых (он предложен еще в 1880 г.). В 1920 г. был создан первый промышленный автоматический термокондуктометрический газоанализатор, использованный для анализа двуокиси углерода в топочных газах. Метод нашел применение для определения водорода, метана, сернистого ангидрида, двуокиси углерода и хлора в промышленных газовых смесях. [c.69] Теплопроводность газов % в широких пределах практически не зависит от давления, начиная с 2,7 -Ю Па (20 мм рт. ст.) для легких газов (На и Не) и со 133 Па (1 мм рт. ст.) для остальных и кончая 10 Па (10 кгс/см ). Изменения теплопроводности в этих пределах составляют в среднем 1% на 10 Па (1 кгс/см ). [c.69] Однако теплопроводность газов увеличивается с возрастанием температуры. Для нахождения величины X при изменении температуры предложен ряд формул, расчеты по которым сравнительно точно совпадают с результатами экспериментов. [c.69] Значительно труднее определить теплопроводность газовых смесей. Обычно ее находят опытным путем. Смеси с малйм дипольным моментом в узких диапазонах измерений для практических целей можно считать подчиняющимися правилу аддитивности (рис. 16). Если же один из газов смеси имеет большой дипольный момент. [c.69] В газоанализаторах применяют также остеклованные плечевые элементы, которые имеют несколько большую, чем платиновые, тепловую инерционность, но значительно удобнее в эксплуатации. Элемент представляет собой остеклованную спираль, изготовленную из платиновой проволоки длиной 200 мм, диаметром 0,02 мм и сопротивлением 40 Ом. [c.71] Плечевые элементы являются одновременно термометрами сопротивления и нагревателями. Теплообмен между термометром и стеЦйой измерительной камеры, через которую протекает анализируемая газовая смесь, зависит от ее теплопроводности. При изменении концентрации определяемого компонента изменяются теплопроводность смеси и одновременно температура нагрева термометра, а значит, и его электрическое сопротивление. Величина изменения последнего характеризует концентрацию определяемого компонента. [c.71] В промышленных термокондуктометрических газоанализаторах анализ осуш ествляется сопоставлением теплопроводностей исследуемой и сравнительной газовых смесей соответственно в рабочих и сравнительных камерах. Сравнительной смесью может быть смесь постоянного состава, которая обычно включает определяемый компонент в концентрации, отвечающей нижнему, среднему или верхнему пределу измерений. Сравнительная камера, заполненная этой смесью, герметично закрыта. В некоторых типах газоанализаторов сравнительной смесью служит анализируемая газовац смесь, очищенная от исследуемого компонента специальным поглотителем. Такие приборы имеют проточные сравнительные камеры. [c.72] На рис. 18 показана принципиальная схема прибора с автоматическим самобалансирующимся мостом. В схему моста включены две рабочие (i ) и две сравнительные камеры, а в одну из его диагоналей через движок переменного сопротивления Ео — источник питания Б, переменное сопротивление Л и стрелочный прибор тА. Когда черев рабочие камеры проходит газовая смесь того же химического состава, что и смесь в сравнительных камерах, сопротивления всех плеч моста становятся равными, и в измерительной диагонали моста тока не будет. При изменении концентрации определяемого компонента в анализируемой смеси сопротивления чувствительных элементов в рабочих камерах увеличиваются или уменьшаются, что приводит к нарушению баланса мостовой схемы, и в измерительной диагонали моста появляется ток разбаланса, сила которого пропорциональна концентрации исследуемого компонента. Ток разбаланса усиливается электронным усилителем У, и усиленный сигнал разбаланса поступает в реверсивный электродвигатель М, перемещающий движок реохорда Нр до тех пор, пока не исчезает сигнал разбаланса. Движок реохорда связан со стрелкой измерительного прибора и шкалой Ш. Таким образом, положение движка на реохорде или стрелки анализатора эквивалентно концентрации определяемого компонента в газовой смеси. [c.72] Отсюда видно, что схема, представленная на рис. 19, может работать как счетно-решаюш ий элемент [22]. [c.74] В случае колебаний концентраций неопределяемых компонентов, влияющих на результаты измерений, избирательность термокон-дуктометрического анализа можно повысить с помощью промежуточных химических реакций поглощения или сжигания определяемого компонента. [c.74] Обе схемы, называемые д и ф ф е ре нциальными, нашли применение и имеют свои достоинства и недостатки. В обоих случаях анализ проводится путем сравнения теплопроводностей газовой смеси, содержащей определяемый компонент и газовой смеси, не содержащей его (Яа). [c.74] По второй схеме построена газовая схема дифференциального термокондуктометрического газоанализатора ГЭД-УЗ (рис. 20). [c.74] Отклонения концентраций неопределяемых компонентов должны быть не больше некоторых предельных значений. [c.75] На различии поляризуемости и дипольных моментов молекул газов может быть основан и избирательный метод определешня концентраций отдельных компонентов газовой смеси. Однако измерение теплопередачи в электрическом поле еще не нашло практического применения. Ле получили распространения и остальные методы повышения избирательной способности термокондуктометрических газоанализаторов. [c.75] При сод ржании в анализируемой среде 1% СО или П2 реакции протекают с повышением температуры в первом случае на 140 °С, во втором — на 125 °С (без учета теплопотерь). [c.76] При термокаталитическом анализе проходит реакция окисления определяемого компонента в присутствии катализатора. Тепловой эффект реакции, который прямо пропорционален концентрации компонента, изменяет температуру чувствительного элемента. [c.76] Газоанализаторы с насыпным катализатором предназначены для определения концентраций окиси углерода, горючих газов в избытке кислорода или кислорода в горючих газах и анализа других газовых смесей. [c.77] На рис. 21 показан один из таких приборов, которые выпускаются под маркой Термофлукс . Прибор имеет следующие диапазоны измерений 0—0,1% для кислорода, 0—10% для двуокиси углерода и 0—0,003% для сероводорода. [c.77] Вернуться к основной статье