И влажности вещества

В ряде производственных процессов, особенно в химических, часто требуется контролировать состав и концентрацию различных растворов. Для непрерывного контроля концентрации растворов в производственных условиях применяют специальные приборы, которые в зависимости от назначения и группы измеряемых веществ делятся на: солемеры, определяющие концентрацию растворов солей, и концентратомеры, определяющие концентрацию растворов кислот и щелочей.

В солемерах используется физическое свойство растворов изменять электрическое сопротивление в зависимости от количества растворенных в них солей. В концентратомерах используется то же самое физическое свойство растворов. Отличие в том, что в солемерах посредством двух электродов непосредственно измеряют электрическое сопротивление раствора и по его величине судят о содержании солей в растворе. В концентратомерах используется преобразователь с тремя электродами, который производит сравнение сопротивления исследуемого раствора и сопротивление эталонного раствора, а уже результат сравнения говорит о концентрации раствора.

На предприятиях химической, нефтехимической, нефтеперерабатываю­щей, текстильной (при крашении тканей) и ряде других отраслей промышленности кислотность или щелочность растворов в значительной степени влияет на ход технологического процесса и качество получаемой продукции. Для контроля кислотности или щелочности растворов применяют приборы для измерения концентрации водородных ионов в растворах, так называемые рН-метры. Для удобства измерения концентрацию водородных ионов характеризуют условным числом и обозначают символом рН. Значение рН чистой воды и нейтральных растворов принято равным 7. Раствор рН которого более 7, является щелочным, менее 7 – кислым. В основу рН-метров положен метод измерения разности электрического потенциала между двумя электродами довольно сложной конструкции. Один электрод (измерительный) погружается в исследуемый раствор, второй электрод (сравнительный, пустотелый) внутри наполнен раствором с известным числом рН. При измерении оба электрода погружают в сосуд с исследуемым раствором и по разности потенциала между ними определяют число рН.

Во многих технологических процессах необходимо контролировать состав газовых смесей; определять содержание углекислого газа, оксида углерода, водорода, кислорода, сероводорода, метана, хлора и других компонентов. Для этих целей используются газоанализаторы, которые по принципу действия делятся на химические, электрические, магнитные.

В газоанализаторах химического принципа действия использован принцип поглощении отдельных компонентов газовой смеси при пропускании ее через раствор определенного состава. При пропускании через раствор фиксированного объема газовой смеси по объему оставшейся части определяют в процентном содержании поглощенную часть.

В газоанализаторах электрического принципа действия используется свойство газовых смесей изменять теплопроводность при изменении состава смеси. Измерительная часть такого газоанализатора представляет собой две камеры, в которые помещены два совершенно одинаковых терморезистивных датчика, включенных в разные плечи измерительного моста. Через одну камеру пропускают газовую смесь эталонного состава, через другую исследуемую смесь. Напряжение питания моста устанавливается таким образом, что бы датчики под действием проходящего через них электрического тока нагревало их до некоторой температуры. При продувании с одинаковой скоростью эталонной и исследуемой смесей через камеры в случае одинакового состава сопротивления датчиков будут одинаковы, и мост будет сбалансирован, в случае разного состава сопротивления датчиков будут разными и соответственно мост будет разбалансирован. По величине разбалансировке моста можно судить о составе исследуемой смеси.

В газоанализаторах на кислород магнитного принципа действия используются парамагнитные свойства кислорода втягиваться в магнитное поле, в результате анализируемая газовая смесь, проходя через камеру с постоянной скоростью, в случае увеличения содержания кислорода в составе смеси сильнее охлаждает резистивный датчик и тем самым позволяет определить количество кислорода в составе газовой смеси.

Газоанализаторы, использующие принцип разделения газовой смеси на отдельные компоненты при ее прохождении через слой поглотителя (сорбента) называются хроматографы, сам процесс разделения хроматографией.

Определенное количество контролируемой газовой смеси вместе с газом-носителем пропускается через поглотитель, находящийся в разделительной колонке. Так как адсорбционные свойства различных компонентов газовой смеси различны, то и скорости их прохождения через разделительную колонку так же различны. Это приводит к разделению анализируемой газовой смеси на отдельные компоненты, которые выходят из колонки в виде бинарной смеси с газом-носителем. После чего стандартный мост с терморезистивными датчиками в силу изменения теплопроводности при сравнении с теплопроводностью газа-носителя показывает процентное содержание данного компонента в составе смеси.

Для контроля влажности газовой смеси используют приборы, которые называются психрометры. Принцип действия психрометров основан на физическом свойстве снижения температуры тела при испарении с его поверхности жидкости. Поэтому в основе любого психрометра обязательно есть два термометра сухой и влажный, в системах автоматизации обычно применяют терморезистивные датчики, включенные в измерительную мостовую схему. Основной принцип измерения влажности состоит в том, что чем выше влажность измеряемой смеси, тем меньше влаги сможет испариться с поверхности влажного термодатчика, и следовательно, тем меньше будет разность температур сухого и влажного датчиков.

Дата добавления: 2015-08-05