Термохимический анализатор жидких сред. (Рис. 44) [46]

В основе работы лежит явление измерения температуры жидких сред при их смешивании. Т.е. теплоты смешивания. Данный анализатор - устройство непрерывного действия. Здесь ан. жидкость и реагент (вода) поступают соответственно в камеры 1 и 2, снабженные переливными трубками 3 и 4. Наличие этих трубок обеспечивает постоянный гидростатический набор воды. В камере смешения 5 эти два потока смешиваются, в результате выделяется теплота и жидкость нагревается. Эта жидкая смесь через переливную трубку 6 поступает в камеру измерения 8, далее температура жидкой среды измеряется в камере 8 с помощью термометра сопротивления 9, снабженного защитным чехлом 10. Сопротивление термометра измеряется электрическим мостом 11 и служит мерой концентрации определяемого компонента в ан. жидкости. Жидкая смесь выводится из анализатора по переливной трубке 7. Диапазон измерений: 0 - 0,1 %, 0 – 100 %. Класс точности: 2.

Электрокондуктометрические анализаторы. (Рис. 45) [47]

Используются для автоматического контроля концентрации растворов солей, кислот, щелочей и других сред. Класс точности 1-5. Они могут быть использованы для анализа газовых смесей. Такой анализ базируется на предва­рительном растворении ан. газа во вспомогательной жидкости и измерении её электрической проводимости. Принцип действия электрокондуктометрических анализаторов состоит в измерении электрической прово­димости (электропроводности) растворов электролитов, по которой определя­ется концентрация растворённых веществ. На рис. измерительная ячейка 1 с измеряемым сопротивлением Rx, в которую из блока подготовки поступает анализируемая жидкость, является одним из плечей уравновешенного моста. Смежное плечо моста составлено из сопротив­ления R и переменной емкости С, служащей для компенсации реактивной (ем­костной) составляющей измерительной ячейки. Электронный усилитель 2 и реверсивный двигатель 3 служат для уравновешивания моста путем изменения сопротивлений плеч при перемещении движка реохорда Rp. Такой кондукто­метр может использоваться только при постоянной температуре анализируе­мой жидкости. В тех случаях, когда температура анализируемой жидкости из­меняется, используют схемы, показанные на рис. 3б). Здесь для компенсации влияния температуры используется сравнительная электролити­ческая ячейка 4 с сопротивлением Rcр, которая размещается в камере 4, и по­этому температура ее всегда равна температуре ан. жидкости. Сравнительная ячейка заполняется жидкостью, закономерность изменения электропроводности которой близка аналогичной закономерности для ан. жидкости (обычно при средней концентрации определяемого компо­нента в последней). Как видно из рисунка 3б, измерительная и сравнительная ячейки включены дифференциально, что и обеспечивает температурную ком­пенсацию с достаточной для практики точностью. Наибольшее распространение получили кондуктометры, в которых для температурной компенсации используются металлические терморезисторы (рис. Зв). Терморезистор Rt в чехле 3 размещается в анализируемой жидкости, ко­торая поступает в камеру 1. В силу того, что температурные коэффициенты электролитов и проводников противоположны по знаку, это позволяет при соответствующем подборе значения сопротивления Rt и сопротивления шунта Rш добиться постоянства общего сопротивления, включенного в измерительное плечо неуравновешенного моста, при изменениях температуры в заданном ин­тервале для некоторого, например, среднего значения концентрации опреде­ляемого компонента в ан. жидкости. В приведённой схеме разбаланс моста измеряется вольтметром 2, а резистор R0 служит для установки на­чального уровня сигнала.

Потенциометрический газоанализатор. (Рис. 46) [48]

Предназначен для измерения кон­центраций различных ионов в жидкостях (ионометрия) и контроля окисли­тельно-восстановительного потенциала (редоксметрия). Принцип действия основан на измерении потенциала электрода, размещенного в электролите, по которому определяется концентра­ция компонента анализируемого вещества. В потенциометрическом анализаторе, который содержит гальва­ническую ячейку 3 с измерительным 1 и сравнительным 2 электродами измере­ния сигнала последней осуществляется с помощью специального автоматического потенциометра с реохордом Rp , питающимся от стабилизированного ис­точника постоянного тока 4. При измерении сигнал гальванической ячейки сравнивается с падением напряжения на реохорде. Отличие этого потенциомет­ра от обычного состоит в том, что кроме усилителя переменного тока 6, ревер­сивного двигателя 7 и других узлов он содержит электрометрический усили­тель 5, имеющий входное сопротивление 600 МОм. Потенциометрический ана­лизатор (рис 36) содержит гальваническую ячейку 3 с измерительным 1 и сравнительным 2 электродами, сигнал которой в процессе измерения сравнивается с падением напряжения на сопротивлении R, создаваемом током I. Последний унифицирован по значению и возникает в выходной цепи усилителя 4, имею­щего высокое входное сопротивление. Таким образом, сигнал гальванической ячейки преобразуется в унифицированный сигнал промежуточным (норми­рующим) преобразователем. Унифицированный токовый сигнал измеряется вторичным прибором 5 (обычно автоматическим потенциометром). Потенциометрические автоматические анализаторы рН имеют диапазон измерений 0-1 .0-14 рН и время реакции 15 .30 с, а анализаторы рХ - диапа­зоны измерений 0-1 .0-5 рХ и время реакции 5 . 10 мин. Классы точности по­тенциометрических анализаторов 0,5-10.

Пламенный – ионизационный анализатор. (Рис. 47) [49]

Принцип действия: явление возникновения ионов в пламени при сгорании веществ, содержащих углерод. От регуляторов расхода 1, 2 и 3 поступают потоки воздуха, водорода и ан. газа. В камере 4 размещена миниатюрная горелка 5, в которой образуется водородное пламя. Для сжигания водорода в камеру вводится поток воздуха, который равномерно распределяется по сечению камеры с помощью рассекателя 12. Водород смешивается перед подачей в горелку с ан. газом. Над горелкой расположен коллектор 7. Как горелка, так и коллектор установлены на фторопластовых изоляторах 8 и 6, что необходимо для предотвращения утечек тока. При сгорании водорода ионов практически не образуется и сопротивление между горелкой и коллектором составляет 1014 Ом. При появлении в ан. газе углеводородов в пламени появляются ионы, а под действием электрического поля, создаваемого источником 9, между горелкой и коллектором протекает ионный ток. Во внешней цепи коллектора через резистор R протекает ток электронный. Ионы, попадая на коллектор, соединяются с электронами и образуют нейтральные атомы на молекулах. В результате на внутренней цепи анализатора течет ионный ток, а во внешней - ток электронный, который служит мерой ионного. При протекании электронного тока через резистор R на нем возникает падения напряжения, которое воспринимается и усиливается усилителем 10, сигнал последнего измеряется потенциометром 11. Усилитель способен измерять токи 10-8 – 10-14А. Данный анализатор является одним из наиболее чувствительных приборов. Он способен определять концентрацию углеводородов до 10-7 % водорода. Имеет погрешность 2-5 %. Сигнал анализатора описывается формулой: U = kni di, где k – коэффициент преобразования. ni – число атомов углерода в молекуле анализируемой углеводорода, di – объемная концентрация углеводорода.