Консентрт Өлшеуге арналҒан аспаптар

Кондуктометрлік консентрт өлшеуіш. Жұмыс принципі сыртқы электр өрісі әсер еткендегі жүйенің электр өткізгіштігін өлшеуге негізделген. Консентратор өлшеуіш электроттардың орта мен өзара әрекеттесуіне қарай жнаспалы және жанаспасыз болып келеді. Электроттар арасындағы ағатын тоқтардыңі түріне байланысты айнымалы және тұрақты токты кондуктометрлік концентрат өлшеуіштер болады.

Жанаспалы концентрат өлшеуіш. Қарапайым концентрат өлшеуіш электроттар арасындағы токты (9.25, а – сурет) немесе кернеуде (9.25, б- сурет) тікелей өлшеуге негізделген. Ол кернеу көзінен (1,өлшеуіш ұяшықтан, 2, қосалқы кедергіден, 3, өлшеуіш аспаптан, 4 тұрады) А және Б электроттар арасындағы тоқ күшін Ом заңы бойынша анықтайды. I=εU,

Мұндағы: ε-ортаның электроөткізгіштік коэффициенті; СМ; U – электродтар арасындағы потенциалдар айырымы (электр өрісінің кернеуі), В. Электроөткізгіштік температураға тәуелді, сондықтан өлшеу кезінде температураны компенсациялау немесе өлшеуіш ұяларды термостаттау схемалары пацдаланылады.

Жанаспасыз концентрат өлшеуіш. Бұл аспап жоғары жиілікті контурдағы көп компонентті заттың құраушыларныың диэлектрлік өтімділігін өлшеуге негізделген (9.26- сурет). А жіне Б электроттардың арасындағы орналасқан заттың (4) концентрациясының өзгерісі актив кедергінің, тоқтың және кернеудің өзгерісімен шартталады. Тербеліс жиілігін генератормен (1 іріктейді). Схемадағы айнымалы конденсаторлар (2) аспапты баптау үшін пайдаланылады. Электроөткізгіш пен сыйымдылық өзгерістерін тіркеу үшін қосалқы тіркеуіш аспаптар, яғни 0-10 мВ шкалалы потенциометрлер (3) қолданылады.

Оптикалық концентрат өлшеуіш. Оптикалық концентрат өлшеуіш оптикалық эффектілердің бақыланатын өнімдегі заттардың концентрациясына тәуелділігін пайдалануға негізделген. Оған колориметр, нефелометр, турбиметр, рефрактометр, флюориметр жатады.

Колориметр. Бұл аспаптың әрекет принципі ерітінді түсінің бояуының қарқындылығы бойынша оның концентрациясын анықтауға негізделген. Ерітінді түсінің бояуының қарқындылығын жарық сәулесінің ерітіндіде жұтылуын өлшей отырып оптикалық әдіспен анықтайды.

Затты зерттеуге дайындау әдісіне, сәулелену көзінің түріне, оптикалық жүйе мен өлшеуіш схемасына қарай коллориметрлер әртүрлі болады. әйтсе де олардың барлығы да (4.27 – сурет) сәуле көзін (1), линзалар жиынтығын (2), жарық сүзгілерін (3), зерттелетін ерітінді бар ыдысты (4), фоторезисторды (5) (фотодиодты), күшейткішті (6), өлшеуіш аспаптарын (7) қамтиды.

Жарық сүзгілерін ерітіндіге жұтылмайтын сәулелерді тұтып қалады. Көзден шыққан жарық сәулесі линза, жарық сүзгісі және зерттелетін ерітінді арқылы өткеннен кейін жарық сезгіш элементте, яғни көпірлік схемаға қосылған фоторезисторда фокусталады. Күшейтілгеннен кейін сигнал (кернеу) концентрация процентімен межеленген аспаппен (потенциометрмен) өлшенеді.

Нефелометр. Сұйық не газ арқылы өтетін жарық ағыны жұтылып қана қоймай, сонымен қатар ондағы асылма бөлшектердің арқасында шашырайды. Бұл жағдайда асылма бөлшектердің концентрациясын нефелометр көмегімен жарық ағынының әлсіреуі бойынша анықтайды.

Турбидиметр. Бұл суспенцияның шашырату қабілетінің асылма бөлшектер концентрациясына тәуелділігін анықтайтын аспап. Турбидиметр жарық сүзгісі жоқ калориметрге ұқсас. Оны ауыз судың тазалығын, түтін концентрациясын анықтауға болады. Түтін концентрациясын анықтайтын аспап (9.28 сурет) корпустан (1), сәуле көзінен (10), линзадан (8), қорғаныш әйнектен (9), фоторезистордан (7), кпірлік схемадан (6), күшейткіштен (5), реверсивтік қозғалтқыштан (3), автотрансформатордан (2), өлшеуіш аспаптан (4) құралады.

Жарық көзінен тарайтын сәуле линза және қорғаныш әйнектен өткеннен соң түтінде шашырап, көпірдің енінің біріне орнатылған фоторезисторға түседі. Көпір диагоналдарындағыкернеулердің тепе-теңдік байланыстығы бұзылып, көпір шығысында түтіннің концентрациясына сәйкес шығыстық кернеу пайда болады. Бұл кернеу күшейткіште күшейтіліп реверсивтік қозғалтқышқа беріледі. Қозғалтқыш жарық көзінің қоректендіретін автотрансформатордың жылжымалы жанаспасын көпір диагоналдарындағы кернеулердің тепе- теңдік байланыстығы туғанша жылжытады. Сонымен қатар бұл қозғалтқыш өлшеуіш аспаптың стрелкасындағы шкаладағы концентрацияға сәйкес шамаға дейін бұрады.

Рефрактометр. Бұл аспапта ерітінді концентрациясын жарықтың сыну көрсеткішінің шамасы бойынша анықтайды.

Рефрактометр (9.29 – сурет) жарық көзінен (1), жарық сүзгіден (2), линзадан (3), призмадан (4), фоторезисторлардан (5),(6), күшейткіштен (7), реверсивтік қозғалтқыштан (8), өлшеуіш аспаптан (9) тұрады.

Көзден шыққан жарық сүзгіден линза мен призмадан өтіп, зерттелетін орта бетінен шағылады да фоторезисторға әсер етеді. Орта концентрациясы тұрақты теңдік күйде тұрғанда күшейткіш шығысында сигнал болмайды да, реверсивті қозғалтқыш айналмай, аспап стреалкасы қозғалмайды. Орта концентрациясының өзгеруіне байланысты реверсивті қозғалтқыш аспап стрелкасымен фоторезисторды (6) сигнал үйлесімсіздігі жойылғанша жылжытады. Тепе- теңдік кезінде аспап стрелкасы өлшенбекші концентрацияны көрсетеді.

Флюрориметр. Заттардың әртүрлі қоздырушы сәулелер әсерінен жарық шығару қасиеті флюориметрлерде пайдаланылады. Флюоресценция атомдардың жарық сәулесін қарқынды жұтуы салдарынан туады. Флюориметр (9.30- сурет) қыздыру көзінен (сынап шама) (1), тоқтан қоғаушы сүзгіден (2), диафрактамадан (3), линзадан (4), сүзгіден (5), айнадан (6), зерттелетін зат бар ыдыстан (7), фоторезистордан (8), тіркеу құрылғысынан (9) тұрады. Қоздырушы сәуле ыдысқа жоғарыдан түседі, ал флюоресценцияны фоторезистор ыдыстың бүйір қабырғасы жағынан тіркейді. Тіркеуіш аспапқа бірі флюоресценция фоторесценцияны, екіншісі тиянақ фотоқабылдағы каналға орнатылған фоторезистордан келетін екі сигнал беріледі. Тіркеуіш аспап зерттелетін заттың концентрациясына тең сигналдардың айырымын көрсетеді.

Газды концентрат өлшеуіш. СО мен СО₂ концентрациясын анықтау үшін жұмыс принципі газдың инфрақызыл сәулені жұтқан кезінде қысымныі өзгеруіне негізделген оптика- окустикалық газ анализаторлары қолданылады. СО мен СО₂ газында бұл сәуленің импульсі айнымалы қысымға түрленеді де сезгіш элементтен қабылданады, мұнда күшейтіліп берілген сигнал мен салыстырылады да тіркеуіш аспапқа жіберіледі. Концентрат өлшеуіш (4.31 – сурет) инфрақызыл сәуле көзінен (1), жарық сүзгіден (2), модулятордан (3), өлшегіш (4) және салыстыру (5) камеларанына, сезгіш элементтен (6), салыстырмалы құрылғыдан (7), күшейткіштен (8), өлшеуіш аспаптан (9) тұрады.

Модулятор айналмалы диск түрінде болады да, саңылаулары арқылы инфрақызыл сәуле ағынының түсуін үзіп отырады.

Ядролық магнитті резонансты концентрат өлшеуіштер. Мұндай концентрат өлшеуіштердің әрекет принціпіне ядроның магниттік моментінің өрісі мен сыртқы магнит өрісінінің өзара әрекеттесуінен туындайтын магниттік резонанс құбылысы пайдаланылған. Тақ реттік нөмірі не тақ массалық саны бар элементтердіңядроларының нөлден өзгеше спині болады. Ядроның бірден екіге тең спині магнит өрісіндегі магнит ядросы векторының мүмкін болатын екі күіне сәйкес келеді. Атом ядросының бір күйден екінші күйге өту энергиясы мына формуламен есептеледі:

Е=2μ₀Η₀,

Мұндағы μ₀ – ядроның магнит моменті, Кл·с; Η₀ – сыртқы магнит өрісінің кернеулігі, А/м.

Зерттелмекші заттың құраушы элементтерінің ядролары γ₀ жиілікпен толқитын айнымалы электромагнит өрісінің әсерінен төменгі энергетикалық деңгейден жоғарғы энергетикалық деңгейге өтеді.

Өріс энергиясының жұтылуы катушка контурындағы кернеудің өзгерісіне әкеледі де потенциометрге тіркеледі. Потенциометр диаграммасында ядролық магнит резонансы (ЯМР) сигналдарының жиынтығы ЯМР спектрі деп аталады. Этанол ЯМР спектрі 9.32- суретте көрсетілген. Шың ауданы затты құрайтын элементтердің концентрациясына сәйкес келеді. ЯМР спектрметрі (9.33-сурет) тұрақты магниттен (4), радиожиілік генераторынан (3), катушкадан (1), өлшеуіш аспаптан (2) құралады.

9.11 рН-МЕТРЛЕР

сұйық щаттарда қышқылдар мен сілтілер сутектің катионына және қышқыл қалдығының (қышқылдың анионына) сондай-ақ металл катионымен гидроксил (сілті) анионына диссоциацияланады. Заттағы қышқыл концентрациясын арттырғандағы сутегі иондарының, ал сілті концентрациясын арттырғанда гидроксил иондарының концентрациясы өседі. Сутегі иондарының концентрациясы бойынша заттардың қышқылдығын айқындайды. РН мәні бойынша заттар қышқылды бейтарап және сілтілі болып бөлінеді.

рН2>pH7>pH16

арнаулы электрондарды бақыланатын сұйыққа батырғанда, электрод – сұйық шекарасында ЭҚК-і пайда болады, оның шамасы сутегі ионы концентрациясы мен температураға тәуелді болады.

рН шамасын шыныдағы сутегі – сүрме ерітіндісінен әзірленген өлшеуіш және екінші шыныдағы хлор-күміс ерітіндісінен әзірленген салыстырмалы электродтар арасындағы электр қозғаушы күшін өлшеу арқылы анықтайды.

Дата добавления: 2015-10-16