ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Применение автоматических детекторов для измерения физико-химических свойств газов из "Автоматические детекторы газов" В процессе разработки методов детектирования для газовой хроматографии исследовались возможности использования различных газоанализаторов для работы в хроматографической установке (термокондуктометрические, термохимические, интерферометрические, инфракрасные и другие газоанализаторы). В ходе этих исследований были усовершенствованы и развиты известные методы автоматического газового анализа, например ионизационные радиоактивные, емкостные, акустические и др., а также создан целый ряд новых принципов детектирования газов. К таким методам относятся пламенно-ионизационный, пламенно-температурный, струйный, электрохимический и многие другие принципы детектирования. [c.115] Ввиду того что каждый детектор представляет собой автоматический газоанализатор, измеряюший то или иное физико-химическое свойство газов, новые принципы детектирования, развитые в газовой хроматографии, могут быть использованы для создания новых типов газоанализаторов для измерения физико-химических свойств и состава бинарных и псевдобинарных газовых смесей. При комбинации различных детектирующих устройств оказывается возможным решение более сложных задач аналитического контроля, а именно измерение состава многокомпонентных газовых смесей, измерение фракционного состава веществ, одновременное осуществление как количественного, так и качественного автоматического хроматографического анализа и др. [c.115] Шую теплоту сгорания, а также некоторые комплексные параметры, например отношение содержания углерода к содержанию водорода в газовой смеси. [c.116] При создании этих приборов были учтены два важных момента, которые накладывают определенные ограничения па точность непрерывных датчиков физико-химических свойств газов это — необходимость поддержания постоянного объемного расхода анализируемого газа и непременное наличие стабильных чувствительных элементов, преобразующих тот или иной параметр анализируемого газа в электрический сигнал. [c.116] Как видно из этого выражения, постоянство Ар, ко-.торое поддерживается регулятором, еще не означает, что будет постоянным объемный расход анализируемого газа, подаваемого в газоанализатор. Это связано с тем, что величина плотности анализируемого газа изменяется, причем для многих технологических процессов эти изменения значительны. Поэтому такой метод поддержания расхода анализируемого газа может при значительных изменениях р привести к заметным ошибкам ваботы газоанализаторов. [c.116] Вторым из указанных факторов является наличие стабильных чувствительных элементов. Это необходимо для того, чтобы была стабильной нулевая линия прибора и прибор не требовал частой перекалибровки, проведение которой в производственных условиях для непрерывных газоанализаторов затруднительно, так как требуется большое количество эталонного газа. Стабильность непрерывных газоанализаторов достигается обычно за счет уменьшения чувствительности и увеличения постоянной времени чувствительных элементов. [c.116] Использование импульсного метода ввода анализируемого газа при конструировании автоматических газоанализаторов позволяет исключить указанные выше недостатки. [c.117] Принцип импульсного метода заключается в следующем [Л. 32]. Через измерительную ячейку, чувствительную к какому-либо свойству газов, непрерывно пропускается газ постоянного состава — газ-носитель. Через определенные промежутки времени в газ-носитель, расход которого поддерживается постоянным, в линию после регулятора расхода газа-носителя вводится постоянная по объему и давлению доза анализируемого газа. Эта доза- проталкивается газом-носителем как поршнем в измерительную ячейку. Ячейка измеряет тот или иной физико-химический параметр анализируемого газа и преобразует его в электрический или пневматический сигнал. Так как состав газа-носителя постоянный, то поддерживать его объемный расход постоянным можно с высокой точностью. Поэтому при изменениях состава анализируемого газа в любых пределах погрешности в этом узле принципиально исключаются. Так как работа прибора происходит импульсно, то между очередными импульсами, когда через измерительную ячейку протекает чистый газ-носитель, возможна автоматическая проверка и корректировка нулевого уровня измерительной схемы, что позволяет использовать в измерительной схеме элементы, имеющие большую чувствительность и малую инерционность. [c.117] Сигнал детектора, чувствительного к какому-либо физико-химическому свойству газов, описывается выражением (5). Величину /о [см. (2)] в импульсных датчиках физико-химических свойств газов удобно принять за нуль, т. е, при протекании через измерительную ячейку газа-носителя измерительная схема ее устанавливается на нуль. [c.117] Тогда величина А 7 будет характеризовать (при одинаковых изменениях во времени концентрации анализируемого газа в газе-носителе х(1) в пределах каждого цикла) разность значений измеряемого параметра или показателя анализируемого газа и газа-носителя. [c.117] Площадь пика, а при определенных условиях и его высота, как показывают исследования, связаны с разностью значений измеряемого ячейкой физико-химического параметра анализируемого газа и газа-носителя. [c.118] Схема дозатора Д подробно показана на рис. 52. Сплошными линиями показано соединение каналов дозатора при режиме работы прибора анализ , а пунктиром— при режиме работы прибора продувка . К дозатору подключен постоянный дозируемый объем Уд, величина которого подбирается при настройке прибора. [c.119] Измерительная ячейка, колонка К и дозатор, как и в непрерывных датчиках, размещаются в термостате. [c.119] Командный прибор 5 осуществляет управление датчиком в следую1цей послидовательности (см, циклограмму рис. 53,а и форму записи сигнала датчика на рис. 53,6). В момент времени 1 по сигналу от командного прибора перекрываются соответствующие каналы дозатора и дозатор переключается в режим работы продувка . До момента времени 2 происходит 10— 15-кратная продувка дозируемого объема Уд анализируемым газом. В момент времени 2 перекрывается линия анализируемого газа с помощью клапана КО, управляемого командным прибором. Прекращение подачи анализируемого газа необходимо для того, чтобы давление анализируемого газа в дозируемом объеме стало равным атмосферному. В момент времени 3 каналы дозатора по сигналу от командного прибора перекрываются так, что дозатор оказывается переключенным в режим работы анализ . В промежутке между моментами времени / и 5 через колонку и детектор протекает чистый газ-носитель. В момент переключения дозатора поток газа-носителя через колонку несколько изменяется, что приводит к смещению нулевой линии на диаграмме самописца. Затем поток газа-носителя через колонку принимает прежнее значение. Однако для его установления необходимо некоторое время (15—40 сек). Для того чтобы за это время отобранная проба анализируемого газа не попала в измерительную ячейку и для создания интервала времени, необходимого для срабатывания схемы автоматической корректировки нуля, между дозатором и измерительной ячейкой установлена нейтральная колонка. Колонка К представляет собой трубку соответствующей длины, пустую или наполненную насадкой, не имеющей сорбционных свойств. В момент времени 4 сигналом от командного прибора открывается клапан отсечки анализируемого газа и поток анализируемого газа через канал с1—с дозатора выходит в атмосферу. [c.120] При малых скоростях движения диаграммной ленты запись получается в виде тонких пиков, огибающая высот которых показывает изменение значений измеряемого параметра во времени. [c.123] Применение импульсного ввода анализируемого газа в газоанализатор позволяет, помимо высокой точности измерений физико-химических параметров газа, упростить градуировку приборов, так как при этом не требуется больших количеств эталонного газа. Потребление эталонного газа определяется размерами вводимой в поток газа-носителя дозы (обычно Кд=1ч-5 мл). Другим важным преимуществом импульсного режима работы газоанализатора является то, что половину цикла анализа измерительный газовый тракт продувается чистым газом-носителем. Это предотвращает загрязнение каналов и изменение их гидравлических сопротивлений, а как следствие увеличивает стабильность статической характеристики и надежность прибора. [c.123] По описанной схеме на базе автоматических детекторов газов могут быть созданы автоматические газоанализаторы, измеряющие ряд физико-химических свойств газов (см. табл. 5). [c.123] Вернуться к основной статье