Турбидиметр. (Рис. 38, 39) [41]

Рис. а). Мутномер. Применяется для контроля механических примесей и ила в сточных водах пром. предприятий. Бокс 1 размещается в водоеме, а слой жидкости между окнами 4 и 5 просвечивается э\м излучением, поступающим от лампы 2 через оптическую систему 3. Сигнал приемника усиливается усилителем 7. Сигнал последнего измеряется вольтметром 9. 8 – источник питания. Рис. б). Дымомер. Применяется для контроля механических примесей в дыме. Обозначение элементов идентично схеме а). Имеются два отдельных бокса, в одном из которых установлен источник излучения, а в другом приемник. Луч света в дымоходе поглощается частицами сажи тем в большей степени, чем больше ее концентрация. Это характеризует неполное сгорание топлива

Реакционные фотоколориметрические фотоанализаторы. (Рис. 40) [42]

Устройство циклического действия. Здесь используются принцип предварительного преобразования определяемого компонента, бесцветного, некого химического соединения, имеющего окраску. Анализируемая среда (жидкость) поступает в дозатор 1, а реагент, специально подобранный, поступает в дозатор 2. Периодически, с помощью командного прибора 4 (программатора), постоянные по объему дозы ан. среды вводятся через управляемые клапаны 11 и 12 в мешалку 3. Здесь они перемешиваются, происходит химическая реакция определяемого компонента с реагентом. Раствор приобретает окраску, а после открытия клапана 13, раствор сливается в кювету 5 фотоколориметра. 6 – 10 – элементы фотоколориметра. По окончании измерения в-во сливается через управляемый клапан 14. Диапазон: 10-5 – 10-6 % об.

Ленточный реакционный анализатор. (Рис. 41) [43]

Измерение концентраций вредных и отравляющих газов. Используется химическая реакция определяемого компонента, содержащегося в воздухе с реагентом, которым пропитана бумажная или текстильная лента 2. Эта лента перемешается с подающей бабины 1 на принимающую бабину 3, приводимую в движение миниатюрным двигателем 4. Лента 2 проходит через камеру 5, через которую прокачивается ан. воздух. В результате реакции окраска ленты 2 изменяется. Измерение изменения окраски осуществляется следующим образом: от лампы 6 через оптические системы 11 два луча посылаются к поверхности ленты до её поступления в камеру 5 и на выходе из камеры. Отраженные лучи поступают в фотоприемники 7 и 8. Из-за различия окраски ленты, степень отражения лучей будет различна. Это вызывает сигналы фотоприемника 7 и 8, которые включены на вход электронного дифференциального усилителя 9. Сигнал последнего является мерой изменения окраски ленты, а следовательно и концентрации определяемого компонента. Диапазон: 10-5–10-6 % об. Их недостатком является большая ирационность. Время реакции: 5-20 мин.

Термохимический газоанализатор.(Рис. 42) [44]

Предназначен для автоматического контроля малых (менее 1% об.) концентраций горючих газов и паров жидко­стей в воздухе. Принцип действия состоит в исполь­зовании теплового эффекта химической реакции, а именно, реакции окисления горючих газов и паров жидкостей на каталитически активной поверхности. Анализатор содержит: блок датчика I, блок усиления сигнала датчика и электропитания II и автоматический потенциометр III. Блок I имеет взрывозащищенное исполнение и располагается в помеще­нии, в котором контролируется концентрация газов и паров. Блоки II и III имеют обыкновенное исполнение и могут быть установлены только в невзрывоопасных помещениях. В блоке I расположена проточная камера I со взрывопреградительными сетками 8, в которой размещены измерительный Rи и сравнительный Rср чув­ствительные элементы датчика. Сравнительный чувствительный элемент за­крыт защитным колпачком 7. Оба элемента представляют собой миниатюрные цилиндры из окиси алюминия с платиновой нитью, выпол­няющей одновременно роль нагревателя и термометра сопротивления. Сопротивление каждого из чувствительных элементов составляет 0,5 Ом. Ан. газовая смесь из атмосферы прокачивается через пробко­вый кран 6, камеру 1, ротаметр 2 с помощью эжектора (струйного насоса) 3. Последний питается сжатым воздухом от стабилизатора давления (редуктора) 4. Воздух очищается с помощью фильтра 5. Работа эжектора основана на том, что при истечении струи из сопла 9 последняя увлекает за собой за счет трения объемы газа, прилегающие к области струи. Это обеспечивает расход анализи­руемого газа через датчик. Ротаметр 2 служит для измерения значения расхода этого газа. Чувствительные элементы Rи и Rcp вместе с постоянными резисторами R1 и R2 составляют неуравновешенный электрический мост, который питается (через питающую диагональ бг) стабилизированным напряжением от блока пи­тания 10. Чувствительные элементы нагреваются током этого неравновесного моста. В блоке питания 10 имеется переменный резистор "установка тока", с помощью которого задается значение тока через мост. Когда в ан. газе появляются горючие пары или газы, они сго­рают на поверхности Rи, что приводит к увеличению температуры этого элемента, а следовательно - к увеличению его электрического сопротивления. Сопротивление сравнительного чувствительно­го элемента остается при этом постоянным (этот элемент служит для исключе­ния влияния изменений температуры анализируемой смеси на сигнал датчика). В результате на измерительной диагонали ab возникает электриче­ский сигнал (разбаланс) U. Сигнал U неуравновешенного моста алгебраически складывается с сигна­лом, поступающим с компенсационного моста II. Сигнал моста II может изме­няться по знаку и значению (с помощью переменного резистора "установка ну­ля"), что позволит корректировать сигнал датчика так, чтобы в отсутствие го­рючих паров или газов сигнал на входе электронного усилителя 12 был бы ра­вен нулю. Суммарный сигнал датчика и компенсирующего моста II усиливается электронным усилителем 12. Выходной сигнал усилителя поступает на измери­тельный прибор и автоматический потенциометр III. Трансформатор 13 служит для питания узлов, входящих в блок II, пере­менным током.

Термохимические озонолизные газоанализаторы.

(Рис. 43) [45]

Процесс пиролиза - высокотемпературное разложение тяжелых компонентов нефти. В результате получается газ – пирогаз, в составе которого имеются такие непредельные углеводороды как этилен, пропилен, бутилен - олефиновые углеводороды. Газ разделяют на соответствующих газофракционирующих установках и выделяют из него названные олефины. Затем из этих олефинов т.н. мономерами получают полимеры – полиэтилен, полипропилен. Для контроля техн. процессов, в которых получают и используют олефины, широкое применение имеют хроматографы. В тоже время, для контроля концентрации олефинов могут быть использованы озонолизные термохимические газоанализаторы. В основе их работы лежит химическая реакция, называющаяся озонолизом, в процессе которой под действием озона разрывается двойная углеродная связь олефиновых углеводородов. В результате выделяется теплота и продуктами реакции является озониды. Тепловой эффект реакции используется для получения информации о концентрации олефиновых углеводородов в многокомпонентных газовых средах. Предложены озонолизные термохимические газоанализаторы, которые способны измерять один из олефинов в многокомпонентной газовой среде, сумму олефинов или концентрацию наиболее важного олефина – этилена. Рис. а). Схема анализатора одного из олефинов в газовой среде, содержащей предельные углеводороды (метан, пропан). Используется циклический режим работы, при котором ан. газ из регулятора расхода 1 поступает в автоматический дозатор 4. В него же подается из регулятора расхода 2 воздух-носитель, который проходит через озонатор 3, где небольшая часть кислорода в воздухе за счет газового разряда преобразуется в озон О3. Периодически вводятся пробы постоянного по объему ан. газа. Олефин, содержащийся в пробе, вступает в реакцию с озоном О3, а при истечении из сопла 9, за счет реакции озонолиза изменяется температура термопары 6, сигнал которой измеряется потенциометром 7. Все элементы находятся в термостате 8 при температуре 80-100С. Рис. б). Анализатор обеспечивает получение информации о суммарной концентрации олефиновых углеводородов в многокомпонентных углеводородных газовых средах. Т.к. скорость реакции этилена, пропилена и бутилена с озоном различна, то для измерения общего количества теплоты вдоль потока движения в камере 5, расположено несколько термопар. В результате измеряется суммарный тепловой эффект реакции. Сигнал батареи термопар измеряется потенциометром 7. Рис. в). Для определения концентрации этилена в газовых средах, содержащих также пропилен и бутилен, а также предельный углеводород. Т.к. скорость реакции этилена с озоном наименьшая, то по мере движения пробы газа в струе, вытекающей из сопла 9, успевают завершится реакции бутилена и пропилена с озоном, а в зоне расположения термопары в нижней части камеры 5, еще продолжается реакция этилена с озоном. Это и позволяет получить информацию о концентрации этилена. Все эти приборы имеют сигнал в виде импульса. Диапазон измерения концентраций олефинов и углеводорода: 0-100 %. Класс точности: 2-3. Время цикла: 2-3 мин.