Тақырып Өлшейтін құрылғылыр мен өлшемдер туралы негізгі түсініктер (1 сағ)
Газ қоспаларын өлшеу тәсілдері мен құралдары.(2 сағат)
жүктеу/скачать 432 Kb.
|
| Газ қоспаларын өлшеу тәсілдері мен құралдары.(2 сағат)
Газоанализаторлар дегеніміз газ қоспалары құрамындағы өлшеуге тиісті газдың көлемі мен қоспаның құрамын өлшейтін құралдар. Газ құрамының көрсеткіші мен қосалқы құралдың комплектін газоанализаторлар дейміз. Газоанализатор өнеркәсіптің әр саласында, газ құрамын анықтауда, көптеген ғылыми зерттеулерде технологиялық процестер үстінде , өрт сөндіретін, қопрағыш жұмыстар атқаратын жерлерде рұқсат етілуге болатын газ көлемін бақылау үшін, жымысшылардың денсаулығына зиян келтіретін жабық бөлмелердегі газ көлемін бақылау үшін, қоршаған атмосфераның құрамын зерттеу үшін қажет. Газоанализаторлардың жұмыс негізіне газдың жылу өткізгіштік принціпі алынған. газдардың катализаторлардың қатысуымен жануы, инфрақызыл шоқтардың сіңірілуі , термомагниттік конвекция, газдардың хроматографиясы. Зерттелетін газ қоспалрының түріне байланысты газоанализаторлық құрылымдардың түрлері де өте әртүрлі оларға қойылатын талаптарда әрбасқа : таңдамалылығы, сезгіштігі, дәлдігі, өлшемдерді көрсетуі т.б. Соңғы уақыттарда зерттеудің әртүрлі тәсілдері кезінен қоданылып жүр: қарапайым химиялық әдістен, ең күрделі оптикалық, электроникалық, ультродыбыстың жетістіктерін қолдануға дейін. Жартылай және толық автоматтандырылған газоанализаторлер 2 топқа бөлінеді: үздіксіз және цикілды. Бұдан басқа да зерттеліне қарай газоанализаторлар механикалық, жылу, магниттік, электрохимиялық, оптикалық, дыбыстық, ультродыбыстық, ионизациялық т.б. болып бөлінеді. Газоанализаторлық прибордың шкалалары құрамның көлемін, және салмақтық өлшемін көрсетеді. Механикалық газоанализаторлар химиялық реакцияларға, орталықтанбаған, диффузорлы болып бөлінеді. Бұл тәсілдін негізгі химиялық реакция арқылы газ құрамы таратылады да, салмақтың не көлемінің арасынан қалған газдың шамасын білеміз. Бұлай тазартудын 3 тәсілі бар: 1.Жұту әдісі( адсорбция) бұл реакцияда газдың компонентік химиялық реактив қосып алып, тазартады.Мәселен: едкий калиндік ерітіндісінен өткізгенде ол көмір қышқыл газын толығымен сіңіріп алады. 2.Жағу тәсілі. Жанғыш компоненттердің азаюынан. Бұл тәсіл арқылы оттегінің қоспасы пештен өткенде сутегінен ажырап қалады.Қызған уақытта пайдв болған су буы конденсирленеді, ал азайған көлем газ қоспасының құрамындағы оттегінің құрамындағы оттегінің көлеміне тең. 3.Комбирленген тәсіл –бұл жану мен сіңіру тәсілін біріктіре қолдану. Мәселен: көмірқышқыл окисін табу үшін газ қоспасын 300оС температурада катализатор қосып қыздырады, содан соң газды едкий калий ерітіндісінен өткзіп көмірқышқылдан тазартады. Бұл жағдайда газ қоспасы көлемі соның көлеміне азаяды. Жылжымалы химиялық газоанализаторлардың көптеген түрлері бар. Қазіргі уақытта көп пайдаланып жүрген автоматты газоанализаторлар үлгілерді таңдау, оларды сіңіргіш реактивтерден өткізу, олардың көлемінің азаюын өлшеу процестерін автоматты түрде өлшейді. Жылу газоанализаторлар кейбір газдардың бір-бірінен жылу өткізгіштігі бірдей еместігі негізінен алынған. Мәселен ауаның жылу өткізгіштігі хлордан 3 есе жоғары, бірақ сутегінің жылу өткізгіштігінің 1/7 бөлігіндей. Бұл процесс өте күрделі де көп жұмысы қажет етеді. Сондықтан зерттелмекші газдың жылуөткізгіштігі эталон жылу өткізгіштікпен салыстырып, айырмасын табады. Өлшегіш құралдар тепе-теңдіктегі не тепе-теңсіздіктегі көпірлер принціпіне құралған. Тепе-теңдік тегі көпірлердің иықтары бірдей қарсылықтағы терморезисторлар R1 –R4, плптина, вольфрам, не вольфрам-молибден сымдардан жасалған, d -0,02-0,05мм ,қарсылығы 5-600м.н Жетімсіздігі өлшеу тізбегінің тұрақты көректенуі және өлшеу схемасын термостаттандыру қажеттігі. Бұдан гөрі компенсациялық түр жетілдірілген. Мұның схемасы өлшеуіш және салыстырғыш көпірлерден тұрады. Термокондуктометрлік газоанализаторлар H2,He, CO2, SO2, NH3, Ar, Cl2 қоспаларын өлшеуге және газды хроматографтарда детектор ретінде қолданылады. Бұлардың газоанализаторлары 0-1ден 0-100% дейін, нақтылығы 1,5-2,5, реакция уақыты 60-120сек. Термохимиялық газоанализатор өндірістік, қаймалық үйлердегі газ қоспаларының құрамындағы метан, эфир, субегі, спирт булары , бензин сияқты жанғыш және қопарғыш заттарды өлшейді. Бұл газоанализатордың жұмыс принціпі жанғыш газдардың және буардың жылу эффектін өлшеуге құрылған. Ультрадыбыстың және газоанализатордың қолданылуын ионизациялық күтіп тұр, үйткені, олардың копжағдайда жоғарғы саналы қортынды беруі мүмкіндіктері бар. Олар өлшеуіне көпірдің схемасына қосылады.Газ қоспаларын әр түрлі жағдайда зерттейтін көптеген жылу газоанализаторлар бар. Магнитті газоанализатордың жұмысының негізіне зерттелуге тиісті газ қоспасының магнит өрісіне ара қатысына байланысты әр түрлі құбылысқа ұшырауы алынған. Магнит өрісіне тартылатын газдар парамагнитті газдар деп, ол өрісінен тебілетін газдар диамагнитті газдар деп аталады. Парамагнитті қасиеті бар отегініңзот оксиді, оттегі магнитке қабылдағыштығы жағынан басқа газдарға қарағанда 100 есе жоғары. Газ қоспасының магнитті қабылдағыштығы оның құрамындағы оттегінің көлеміне байланысты болады. Магнит қабылдағыштық газдың tо –на да байланысты: паромагнитті газдың tо неғұрлым жоғары болса, оның паромагнитті қасиет соғұрлым көрініс береді. Термомомагниттық газоанализатордың жұмыс принціпі белгілі бір tо –да әршекті магнит өрісінде пайда болған құрамында қышқылы бар газ ағысын пайдалануға құрылған. Термомомагниттық газоанализатордың өте көп түрлері қолданылысқа берілген. Олардың диапазондары 0-0,5-тен 90-100% дейін, ±0,5-10% өлшеу диапазоны барлық оттегі концетрациясының әртүрлі қоспаларын зерттейді. Сұйық электролиттегі анализ жасалмақшы газ қоспаларының компоненттерінің әсерімен болған құбылыстар электрохимиялық газоанализаторлардың жұмыс істеу принціпін құрайды. Олар зертейтін қоспаларды жоғары сезімталдықпен ажыратады. Диапазоны көлемінің 1-10% құрайды. Қазіргі уақытта электрохимиялық газоанализаторлар отегін және күкірт ангидридтіңк құрамын анықтайды. Бұл анализдердің негізі боп гальваникалық, кулонометрлік және деполяциялық өлшеу әдістері жатады. Гальваникалық газоанализаторлар газдағы оттегінің микроконденцентрациясын анықтайды, дәлдігі 0,0001-ден 0,05% ке дейін (көлем өлшемінен). Бұлар сілтілік гальваникалық элементтердің ішіндегі электрохимиялық құбылысқа негізделген.Кулонометрлік газоанализаторлар компенсация әдісі бойынша негізделген. Олар газ қоспасындағы CO2, H2S, SO2 , HCl, O3,NH3, O2 т.б. өлшеуге пайдаланылады. Өлшеу диапазоны 0-1*10-4-тен 0-0,5%. Деполяризациондық газоанализатор газдармен газды қоспалардағы оттегінің барлығын анықтайтын құрал.Бұл құралдың жұмыс принціпі электрохимиялық ұяшықтардағы электродта оттегінің қалыптасуы кезінде тоқ пайда болуына негізделген. ДТП-ның өлшеу дапазоны 0-0,01 0-10%көлем , 5-10 нақтылығы , реакция уақыты 1-1,5мин. Оптикалық газоанализатор газ қоспаларының көптеген компоненттерін зерттеу үшін қолданылады: СО,СО2, СН4, NH3, NO2,Cl2, SO2, H 2S және басқа өлшеу диапазоны 0,001-100%- көлем, нақтылығы 0,5-20. Оптикалық газоанализаторлар бірнеше үлкен приборлардан тұрады, бұлардың жұмыс принціпі зерттелмек заттың концетрациясын өзгерту арқылы оптикалық қасеттерінің өзгеруіне негізделген. Мұнымен қатар оптико-акустикалық, ульрокүлгін , фотоколориметриялық тәсілдер де қолданылады. Спектрфотометриялық, интерферометриялық т.б. тәсілдер онша коп пайдаланылмайды. Оптика акустикалық газоанализаторлардың қызметі тексерілетін газдың инфрақызыл сәулелерді сіңіруін өлшеу принціпіне құралған соңғы кезде инфрақызыл анализатордың бірнеше түрі табылған. Шағылудың көзі ретінде хромникель сымдар пайдаланылған газоанализаторлар 0,3мм 700-800оС дейін қыздырылған. Газоанализатордың ультрокүлгін сәулелерді сіңіруіне негізделген. Фотоколориметрлі газоанализаторі өндіріс орындарында үй ішіндегі ауада әртүрлі улы, зиянды сумикро- микроқоспалардың көлемін зерттейді. Бұл құралдардың жұмыс принціпі химиялық реакциялардан түскен дақтардан шатылысқан жарықтың үлкендігін эталон жарық ағысымен салыстыруға құрылған. Ультродыбыстық газоанализаторлар. Жұмысының негізінде ультродыбыстық тарату жылдамдылығының оның қаттылы қасиеттеріне тәуелділігі жатады. Атмосферадағы метанның микроконцентрациясын анықтайтын газоанализатордың жұмыс принціпі ультродыбыстық жылдамдығы өлшеуге құрылған. Ионизаторланған газоанализаторлар.(сызба) Радиоактивтік ионизацияланған газоанализаторлар. Хромотография-дегеніміз көпжиындықты қоспалардың физикалық түрде ажырату тәсілдері.Бұл процестерде қоспалардың жиындығы екі фазада бөлінеді, бірі үлкен жазықтықтын қимылсыз қабат, екіншісі: ағыс, қозғалмайтын қабаттан сүзіледі. Қазіргі уақытта хромотография ең көп таралған әдіс болып саналады. Бұл әдіспен әртүрлі құрылымдағы қоспалар; металдың, сұйықтың, газдың, биологиялық ортаның, құрылымдары зерттеледі. Хрмотография технологиялық процестерде де пайдаланылады. Хромотографиялық әдістің ьолу әдістерінің көптеген түрлері бар.Олары адсорбция ұшпайтын сұықтарды еріту, химиялық реакциялар әсерімен, ерімейтін қоспаларды құру түрінде пайдалынады. Қозғалмайтын фаза ретінде ұнтақ түрде, қатты және сұйық сарбент пайдаланылады.Ал қозалыстағы фаза ретінде сорбентке қарағанда инертті газдар пайдаланылады. Өндірістік автоматтанырылған хромотографтар. Хромотогровтың хабарларды өндеу үшін арнайы құрылымдармен қамтамасыз етеді. Өндеу дегеніміз хромотографиялық шыңдарды тану және есептеу операцияларын жүргізу. Өнделетін қоспаның сандық және сапалық құрамын анықтайтын, көптеген электромеханикалық және пневматикалық құрамдар қолданылады. Өлшеу диапазоны 10-5-10-2 дан 100%-ке дейін, қатысты қателік ±(2-5) %-ке дейін, температура 40-300оС дейін. Қазіргі автоматтандырылған газоанализаторлар анализ жасалатын газға өте қатаң талап қояды. Газдың механикалық қоспалардаң кірленуі, температурасы, қысым ылғалдығы, фазалық құрамының өзгеруі, зиянды заттармен кірленуі, зертеудің қателіктеріне зерттелетін газды дайындайтын, тазалайтын жүйелердің негізгі қызметі: қатты фазалардан ажырату, ыстық өндеу, сұйық фазалардан ажырату.Қысымның қалыптастыруы . Үлгіні транспорттау, шығының бақылау. Осы қызыметтерді атқару үшін, жекеленген агрегеттар құрылымдар болады, онымен қатар газдық үлгілердің жыйындық дайындаған жасау үшін блоктың конструкциялар қолданылады. Газдың үлгілерін алып, оны алғашқы тазартудан өткізу үшін арнайы керамикалық газ жинайтын құрылғылар қолданылады. Ал жұқа тазалау үшін газ тазалайтын арнайы құрылымдар пайдалынады. Кейбіреуінде кептіргіштер де бар. Газды өлшеген бөлшектерден тазалау үшін электрофильтірлер қолданылады. Бұның жұмыс принціпі теріс зарядты пайдаланып, газды ионизациялайды. Өлшенген бөлшектерге қойылған иондар оларды тұңдырғыш электродтарда тұңдырады. Газдың температурасын 30оС –қа дейін түсіру үшін газды сумен салқындататын құрылғылар пайдаланылады. Газды алған жерінен газоанализаторға дейін әрқарай газ магистральіна транспортирлау үшін, әртүрлі қондырғылар пайдаланылады. Бұл қондырғыларға ауа электорлары мембраналық қондырғылар пайдаланылады. Бұлар көлемдік әсер ететін микрокомпрессорларлық машиналарға жатады. Қысымның тұрақтандырушылар ретінде қысымды төмендететін әртүрлі редукторлар пайдаланылады 70МПа-дан 1кПа –дейін. Бақылау сұрақтар. 1.Механикалық газоанализаторларының жұмыс принціпін сипаттаңыз. 2.Термокондуктометрлік газоанализатордың жұмыс принціпінің негіздері қандай? 3.Диамагнитті ортадан паромагнитті ортадан айырмашылығы қандай? 4.Оптика-акустикалық газоанализатордың құрылысы мен жұмыс істеу принціпін түсіндір. 6. Термомагнитті газоанализатордың құрылысы мен жұмыс проинціпін түсіндір. 7.Хроматографтін жұмыс принціпінің негізі? 8.Түсті металл мен қортпалардың қысым арқылы өндеудің ерекшеліктері. Ұсынылған әдебиеттер. 1. Фарзане Н.Г Технологиялық аспаптар мен өлешулер:Кітап жоғары оқу орны үшін /Л. В. Ильясов, А. Ю. Азим-заде.Москва:Высшая школа,1989-456б. 2. Котов К. И. Автоматтық технологиялық процесс және бақылау,өлшеу құралы. Шағынпроцессорлық және есептеуіш техника/М.А. Шершевер.-М.:Металлургия,1989.-496б. 3. Гольцман В.А Автоматтық жылулық процесі және бақылау аспаптары. –М: Высшая школа,1980.-240б. 4. Топерверх Н.И Жылу техникасы мен реттеу аспабы/М.Я Шерман. -М.:Металлургия,1976.-510б. СДЖ-ға арналған тапсырмалар (тақырып 7) [1,4] Реферат: Механикалық, жылулық және магниттік газоанализаторлар, жұмыс принціпі, құрылысы және пайдалану ортасы. Реферат: Электірлік және оптикалық газоанализаторлар, жұмыс принціпі, құрылысы және пайдалану ортасы. Реферат: Ульродыбыстық және ионизациялық газоанализ. Газ қоспаларының хроматографиясы, жұмыс принціпі, құрылысы және пайдалану ортасы. жүктеу/скачать 432 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|