23. Измерение состава и физико-химических свойств вещества. Физические газоанализаторы. Термомагнитные газоанализаторы (стр 28 рис 43)

Основаны на зависимости какого либо физического эффекта или физического свойства вещества от его состава. Для газового анализа используют плотность, вязкость, теплопроводность, магнитную восприимчивость, тепловой эффект реакции. По изменению специфических физ. свойств возможно определить концентрацию измеряемого компонента в многокомпонентной системе.

Физические газоанализаторы

Используют свойства газовой смеси: теплопроводность, магнитная восприимчивость, тепловой эффект хим.р-ции. Условие выбора физ.св-ва: аддитивность свойств выбранной физ.величины в данной газовой смеси.

Термомагнитные газоанализаторы (стр 28 рис 43)

Принцип действ. основан на использовании температурной зависимости парамагнитной восприимчивости кислорода, выраженной ур-ем Кюри:;x- уд.магнитная восприимчивость, с – постоянная Кюри.

Схема:

Поток анализ. газа на входе в кольцевую камеру разделяется на 2 потока, кот. Протекают по двум половинам кольцевой камеры 1. Камера имеет попереч.сечение в виде тонкостенной стеклянной трубки 3, образующей анализатор.R1,R2 – нагревательные проволочные секции из металла с выс. температурным коэф-ом сопротивления(Pt, Ni), представляющие собой два сопротивления.

Двумя другими плечами моста служат постоянные сопротивления R3,R4. R1 и R2 нагреваются до 200-300 током от ИПС(источник питания стабилизированный). Половина трубки с сопротивл.R1 находится м/д полюсами сильного магнита 2. При отсутствии кислорода в анализ.смеси поток разделяется на две равные части, омывающие сопротивления R1 и R2, не нарушая равновесия моста. Если анализ.газ содержит кислород, то он сильнее втягивается в трубку со стороны магнита. Согласно ур-ию Кюри при нагревании газосмеси, содержащей кислород, магн. восприимчивость смеси снижается. Более холодные свежие порции смеси вытесняют нагретые, что приводит к образованию постоянного газового потока через попереч.трубку.R1 несколько охлаждается, R2 на столько же нагревается. Возникающая м/д сопротивлениями разность T и разность сопротивлений явл-ся мерой содержания кислорода в анализ.газе. Напряжения разбаланса меряют потенциометром.

24. Измерение состава и физико-химических свойств вещества. Физические газоанализаторы. Оптические адсорбционные в ик-области спектра газаанализаторы (с 29, р 45)

Основаны на зависимости какого либо физического эффекта или физического свойства вещества от его состава. Для газового анализа используют плотность, вязкость, теплопроводность, магнитную восприимчивость, тепловой эффект реакции. По изменению специфических физ. свойств возможно определить концентрацию измеряемого компонента в многокомпонентной системе.

Физические газоанализаторы

Используют свойства газовой смеси: теплопроводность, магнитная восприимчивость, тепловой эффект хим.р-ции. Условие выбора физ.св-ва: аддитивность свойств выбранной физ.величины в данной газовой смеси.

Оптические адсорбционные в ИК-области спектра газаанализаторы (с 29, р 45)

Действ. основано на способности определяемого газа поглащать ИК-излучение( это все газы кроме одноатомных, водорода, кислорода, азота и хлора).Каждый газ поглощает излечение только в своих спектрах. Интенсивность монохромат. излучения, прошедшего слой поглощающего газа, определяется законом Бугера-Ламберта-Бера:.I –интенсивность монохром. излучения до и после прохождения слоя полащ.газа. k – коэф.поглощения газа, лямбда – длинна волны, h – толщина слоя поглощающего газа.

Газ, способный поглощать ИК-лучи, в замкнутом объеме подвергается прерывистому воздействию ИК-излучения, при этом смесь периодически нагревается(в рез-те поглощения излучения) и охлаждается(при прекращении излучения). Колебания температуры вызывают колебания давления газа, воспринимаемые звуковым приёмником.

3 – источник ИК-лучей. 2 – отражатели. 4 – обтюратор (прерывает излучение). 1 – электродвигатель. Камера 5 – с анализир.газом. 6 – с азотом(сравнительный газ). 7 – фильтровые камеры. 8 – лучеприёмник, где газ периодически нагревается и охлаждается, что приводит к периодическим колебаниям температуры, вызывающие колебания давления в камере. 9 – конденсаторный микрофон. При равенстве давлений в правой и левой части камеры 8, мембрана микрофона неподвижна. Если интен-ность поступающего ИК-излучения в левую часть 8 камеры будет меньше, чем в правую, то и амплитуда период.колебаний давления будет меньше в левой, чем в правой. При этом разность давлений, действующая на мембрану микрофона, будет тем больше, чем больше будет конц-ция определ. компонента в анализ.газовой смеси.

Колебания давления преобразуются микрофоном в электрический сигнал, который можно измерить. 10 – усилитель, 11 реверсивный движок, 12 – компенсирующая заслонка. Плюсы: вымокая чувствительность, хорошая избирательность, высокое быстродействие, широкий диапазон измерений, высокая точность и долговечность.