|
GAZLARNING TARKIBINI TAHLIL QILISH, va uning texnologik jarayonlardagi ahamiyati
|
| bet | 5/9 | | Sana | 26.09.2024 | | Hajmi | 2,09 Mb. | | #272589 |
Bog'liq xxxxxxxxxxxxxxx1.3. GAZLARNING TARKIBINI TAHLIL QILISH, va uning texnologik jarayonlardagi ahamiyati.Termokonduktometrik gaz analizatorlarining ishlash prinsipi gaz aralashmasi issiqlik o‘tkazish qobiliyatining tekshirilayotgan komponent konsentratsiyasiga bog‘liqligiga asoslangan. Agar binar aralashmadagi komponentlarning issiqlik o‘tkazuvchanligi har xil bo‘lsa, bu usulni qo‘llash qulay. Ko‘p komponentli gaz aralashmasini tahlil qilishda yuqoridagi usulni qo‘llash mumkin, lekin aniqlanmaydigan komponentlarning issiqlik o‘tkazuvchanligi bir-biridan uncha farq qilmay, aniqlanayotgan komponentning issiqlik o‘tkazuvchanligi
Termokonduktometrik gaz analizatorlarining o‘lchash elementlari o‘zi qiziydigan qarshilik termometri rejimida ishlaydigan, platina tola joylashgan kamera shaklidagi o‘zgartkichdan iborat. Gaz aralashmasi tarkibining o‘zgarishi uning issiqlik o‘tkazish qobiliyatini o‘zgartiradi, natijada qizigan tola va gaz aralashmasi o‘rtasida o‘zaro issiqlik almashuvining jadalligi ham o‘zgaradi. Tolaning elektr qarshiligi tekshirilayotgan komponent konsentratsiyasini bildiradi.Bu turdagi sanoat gaz analizatorlarida o‘lchashning differensial usuli qo‘llaniladi, bu erda, tekshirilayotgan va namuna gaz aralashmalarining issiqlik o‘tkazuvchanligi ishlovchi va solishtirma kameralar yordamida solishtiriladi. Ishlovchi kamera oqib o‘tadigan qilib ishlanadi, solishtirma kamera esa tarkibiga konsentratsiyasi o‘lchashning pastki, o‘rta va yuqorigi chegarasiga mos keladigan o‘lchanayotgan komponent kirgan gaz aralashmasi bilan to‘ldiriladi.O‘lchash sxemalari bevosita hisoblash yoki avtomatik muvozanatlash prinsipiga ko‘ra quriladi. 1-rasmda ko‘rsatilgan termokonduktometrik gaz analizatori konsentratsiyani muvozanatlashgan ko‘prik yordamida o‘lchaydi. Doimiy sarfga ega bo‘lgan tekshirilayotgan gaz aralashmasi Rt 1 ishlovchi kameralarga keladi. Ko‘prikning qolgan elkasiga etalon aralashmali Rt 2 yordamchi kameralar ulangan. Sezgir elementning tolalari ko‘prik sxemasining ta’minlash toki (STM — stabillashgan ta’minlovchi manba) hisobiga qiziydi. Ko‘prik sxemasi R3 reostat orqali sozlanadi. Bu turdagi sanoat gaz analizatorining o‘lchash asboblari standart avtomatik kompensator asosida bajariladi. Termokonduktometrik gaz anlizatorlarida xato, asosan, quyidagi sabablarga ko‘ra sodir bo‘ladi:O‘lchash blokini termostatlash va stabillashgan ta’minlash manbalaridan foydalanish zarurati asbobni murakkablashtiradi va qimmatlashtiradi. Havodagi yoki gaz aralashmalaridagi (vodoroddan tashqari tarkibida SO, SO2, SN4, N2 va O2 bo‘lgan) vodorod miqdorini, shuningdek, ko‘p komponentli aralashmalarda SO2 miqdorini aniqlash uchun TP turidagi termokonduktometrik gaz analizatorlaridan foydalaniladi (2- rasm).Sxema muvozanatlashmagan ikkita A va B ko‘priklardan iborat bo‘lib, ular o‘zgaruvchan tok manbaidan transformator orqali ta’minlanadi. Ko‘priklarning elkalari platina simlardan tayyorlangan va shisha ballonchalarga joylashtirilgan. O‘lchash ko‘prigining ikkita ish elkasi 1 va 3 ning atrofidan tahlil qilinayotgan gaz o‘tib turadi. Qolgan ikkita elkasi 2 va 4 gaz muhitida turadi, bu gazning tarkibi asbob shkalasining boshlanishiga mos keladi. Taqqoslash ko‘prigi B ning ikkita elkasi 6 va 8 gaz muhitida turadi, uning tarkibi asbob shkalasining boshlanishiga mos keladi, elkalar 5 va 7 esa tarkibi shkala oxiriga mos keladigan gaz muhitida turadi.Taqqoslash ko‘prigi B ning diagonaliga reoxord RP ulangan, uning surmasi va A ko‘prikning uchi elektron kuchaytirgich EK ning kirishiga ulangan. Reversiv dvigatel RD reoxordning surmasini va asbobning ko‘rsatkich strelkasini a va v ko‘prik uchlaridagi shkalada to kuchlanish surmaning reoxorddan oladigan kuchlanish bilan muvozanatlashmaganiga qadar suradi. Gaz analizatorining ko‘rsatishi ta’minlash manbai kuchlanishining o‘zgarishiga va atrof-muhit haroratining o‘zgarishiga bog‘liq emas.
TP turidagi gaz analizatorlari bir nechta rusumlarda chiqariladi: TP 1120—binar va ko‘p komponentli gaz aralashmalarida vodorod miqdorini aniqlash uchun; TP 7102—havodagi geliy miqdorini aniqlash uchun; TP 4102—havodagi azot va geliy miqdorini aniqlash uchun. Tahlil qilinayotgan gaz turi va o‘lchash chegaralariga ko‘ra asosiy xatolik ±2,5; ±4,0; ±10% bo‘ladi. Gaz aralashmasining hajmiy sarfi 12sm3/s, bosim 70—130 kPa. Ko‘rsatishlarni aniqlash vaqti 3 dan 110 s gacha. CHiqish signallari 0—5 mA; 0—100 mV; 0—10V.Gazlar orasida kislorod alohida paramagnetizm xususiyatiga ega. Kislorod magnit maydonga boshqa gazlarga nisbatan ko‘proq tortiladi. Uning bu xossasi murakkab gaz aralashmalaridagi kislorod konsentratsiyasini o‘lchashga imkon beradi.Barcha (kislorodni tahlil qiladigan) magnitli gaz analizatorlari termomagnit va magnitomexanik asboblarga bo‘linadi.
Kislorodning harorati o‘zgarganda uning magnit xossalarining o‘zgarish samaraiga asoslangan termomagnit usuli keng tarqalgan. Bu usul termomagnit konveksiya hodisasiga asoslangan. Agar tok bilan qizdirilgan o‘tkazgich bir jinsli bo‘lmagan magnit maydonga o‘rnatilsa, gaz aralashmasining xossasi kamayadi, shu sababli o‘tkazgich atrofida magnit maydonning kuchli erlaridan kuchsiz erlariga tomon aralashmaning harakati boshlanadi. Haroratning ko‘tarilishi sababli gazning magnit xossasi kamayadi, natijada gaz aralashmasining ichki oqimi vujudga keladi. Bu oqimda qizigan gaz aralashmasi termomagnit konveksiya hodisasi sababli uzluksiz siqib chiqariladi. 3-rasmda termomagnit gaz analizatorining prinsipal sxemasi keltirilgan.Tekshirilayotgan gaz aralashmasining harorati issiqlik almashtirgich 1 yordamida turg‘unlashadi. Aralashma sarfining doimiyligi o‘lchash o‘zgartkichi 2 ni rotametr 3 orqali shuntlash yo‘li bilan ta’minlanadi. SHu sababli tizim kirishidagi gaz sarfining tebranishlari o‘zgartkichdan o‘tish tezligiga ta’sir qilmaydi, chunki a va b nuqtalar orasidagi bosimlar farqi doimiy bo‘lib qoladi. O‘zgartkichning gazli bo‘shlig‘i ko‘ndalang kanalli halqa kamera 4 shaklida diamagnit materialdan ishlanadi. Kanalning kirish qismi doimiy magnit maydon orasiga joylashadi, uning ichida esa Rt 3, Rt 4 ikki seksiyali platina chulg‘amlar o‘rnatiladi, bu chulg‘amlarning qarshiligi nomuvozanat ko‘prikning ikki elkasini hosil qiladi. Agar boshlang‘ich aralashmada kislorod bo‘lmasa, ko‘ndalang kanalda harakat bo‘lmaydi. Aralashmada kislorod bo‘lsa, uning molekulalari magnit maydoniga yo‘nalib, kanalga tortiladi. Rt chulg‘amlar o‘lchash sxemasi manbaining toki ta’sirida 1OO...2OO°S gacha qizdirilgani sababli kanal 4 ga kelgan kislorod ham qiziy boshlaydi. Harorat ko‘tarilishi bilan magnitning kislorodga ta’siri kamayadi, shuning uchun gazning yangi qismi magnit maydon xududiga tortilib, qizigan kislorodni xalqa kameraga itaradi.Gazning hosil bo‘lgan konveksion oqimi issiqlikni asosan chulg‘amdan oladi, shuning uchun seksiyalar harorati har xil bo‘lib qoladi. Rt 3 va Rt 4 qarshiliklarning tekshirilayotgan gaz konsentratsiyasiga mutanosib o‘zgarishi natijasida, ko‘prikning o‘lchash diagonalida nobalanslik signali paydo bo‘ladi. Bu signal shkalasi kislorodning foiz miqdorida darajalangan avtomatik potensiometr orqali o‘lchanadi. O‘lchash ko‘prigi stabillashgan ta’minlash manbaidan (STM) ta’minlanadi. Qarshilik R5 ko‘prik manbaining tok kuchini o‘rnatish uchun xizmat qiladi; Rl va R2 doimiy manganin qarshiliklar.O‘lchashning termomagnit usulida xatolar, asosan, quyidagi sabablarga ko‘ra sodir bo‘ladi:Sezgirlikni oshirish va xatoliklarni kamaytirish uchun sanoatda foydalaniladigan gaz analizatorlarida o‘lchash va taqqoslash ko‘priklarining tegishli elkalariga ulangan ikkita halqali kompensatsion o‘lchash sxemalari qo‘llaniladi.Tahlil qilinayotgan gaz harorati va bosimining o‘zgarishi, shuningdek, o‘lchash sxemasini ta’minlovchi kuchlanishning o‘zgarishi har qaysi ko‘prikning o‘lchash diagonallaridagi kuchlanishiga bir xilda ta’sir etadi, shuning uchun gaz analizatorining ko‘rsatishlariga bu o‘zgarishlar ta’sir qilmaydi.Tutun gazlaridagi kislorod miqdorini uzluksiz aniqlash uchun MN 5106-1 turidagi termomagnit gaz analizatori ishlatiladi, uning o‘lchash chegaralari bir nechta bo‘lib, ulardan eng maksimali 0—10%. YUqorigi o‘lchash chegarasining asosiy xatoligi ±2%. MN 5130-1 rusumli gaz analizatori ikki yoki uch komponentli gaz aralashmalaridagi kislorod konsentratsiyasini uzluksiz o‘lchash va standart elektr signallari berish uchun mo‘ljallangan. Signal berish qurilmasi bilan jihozlangan. O‘lchash natijalarini ko‘rsatish va yozish uchun gaz analizatori bilan birgalikda ikkilamchi o‘ziyozar asbobdan foydalaniladi. Kislorodni o‘lchash chegaralari 0—0,5 dan 80— 100% gacha. Asosiy xatolik ±2dan 10% gacha (o‘lchash chegaralariga qarab). Gaz aralashmasining hajmiy sarfi 12 sm3/s, bosimi 90—105 kPa.O‘lchash vaqti 120 s. CHiqish signallari 0-5 mA, 0—100 mV.
Optik gaz analizatorlarida optik zichlik, sindirish koeffitsienti va boshqa optik xossalarning tekshirilayotgan komponent konsentratsiyasiga bog‘liqligidan foydalaniladi. Elektromagnit nurlanish jadalligining pasayishi yoki nurlanish oqimining tekshirilayotgan gaz spektorining infraqizil, ultrabinafsha yoki ko‘rinadigan qismlaridagi yutilishini o‘lchashga asoslangan absorbsion-optik usul ko‘proq tarqalgan.Vodorod, ammiak, metan kabi gazlar infraqizil nurlarni, xlor, ozon, simob bug‘lari esa ultrabinafsha nurlarni yutadi. SHuning uchun tahlil qilinayotgan komponent turiga qarab bunday gaz analizatorlarida infraqizil yoki ultrabinafsha nurlanishdan foydalaniladi.Spektrning infraqizil sohasida ishlaydigan gaz analizatorlarida nurlatkichlar sifatida 700—800°S gacha qizdirilgan sim spirallaridan foydalaniladi. Spektrning ultrabinafsha sohasida ishlaydigan gaz analizatorlarida esa gaz ryazryad lampasi nurlanish manbai bo‘lib xizmat qiladi.Optik-absorbsion gaz analizatorlarining ko‘pi differensial sxema bo‘yicha qurilgan (4-rasm). Manba 1 dan olinadigan nurlanish oqimi yo‘lida yorug‘lik filtrlari 2 orasidan tekshirilayotgan gaz aralashmasi o‘tadigan ishlovchi kamera 3 va aniqlanayotgan komponent qo‘shilmagan gaz aralashmasi bilan to‘ldirilgan taqqoslash kamerasi 4 o‘rnatiladi. Qabul qilgich 5 ish va taqqoslash kameralaridagi nurlanish jadalligi farqini qabul qiladi, aniqlanayotgan komponent miqdoriga mutanosib bo‘lgan nobalanslik signali esa kuchaytirgich 6 da kuchayib, o‘lchash asbobi 7 da qayd qilinadi.
Odatda optik gaz analizatorlari kompensatsion sxema bo‘yicha ishlanib, o‘lchash sxemasi optik, gaz yoki elektr usullar yordamida muvozanatlanadi. Optik konpensatsiya usulida teskari aloqa signali to‘siq yoki optik pona siljishiga aylantiriladi. Bu esa taqqoslash kanalida nurlanish jadalligini tegishlicha o‘zgartiradi. Ikkinchi holda, taqqoslash kanalida nurlanish oqimi yo‘lida kompensatsiyalovchi aralashma qatlamining qalinligi o‘zgaradi. Ba, nihoyat, elektr kompensatsiyalash usulida zanjirda elektr bilan ta’minlash kuchlanishi o‘zgartiriladi. Infraqizil nurlanishli gaz analizatorlarida qoldiq energiya tekshirilayotgan komponent bilan to‘ldirilgan nur qabul qilgichlarida yutiladi. Uzlukli nurlanishdan foydalanilganda nur qabul qilgichda energiyaning yutilishi sababli haroratning o‘zgarishi, shu bilan birga bosimning o‘zgarishi vujudga keladi. Bu tebranishlarni tegishli o‘lchash asbobi bilan olingan nur kabi qabul qilgich mikrofonining membranasi qabul qiladi.Bunday nur qabul qilgichda gaz bosimining pulslanishi akustik samara nomini olgan. Bunday gaz analizatorlari esa optik-akustik asboblar deyiladi. Bu asboblarning afzalligi ularning universalligidadir, chunki ko‘pchilik moddalarning infraqizil yutilish sfektri bir-biridan farq qiladi.Optik-akustik gaz analizatorlari gaz va bug‘larning ma’lum to‘lqin uzunlikdagi infraqizil nurlarni (0,76 dan 750 mkm gacha) tanlab yutishiga asoslangan. Bu gaz analizatorlarida, odatda, faqat to‘lqin uzunligi 2,5—25 mkm bo‘lgan nurlardangina foydalaniladi. Agar gaz qatlami orqali infraqizil nurlar o‘tkazilsa, ulardan faqat tebranish chastotasi gaz molekulalarining xususiy tebranish chastotalariga teng bo‘lgan nurlargina yutiladi. Bu erda, yutilgan nurlarning energiyasi molekulalarning kinetik energiyasini ko‘paytirishga sarflanadi va issiqlik tarzida tarqaladi. Molekulalarning tebranish chastotasidan farq qilinadigan chastotadagi nurlar esa gazdan o‘zgarmasdan o‘tadi. Har qaysi gaz o‘ziga xos spektrlar sohasidagi ma’lum xossali radiatsiyani yutadi, masalan, uglerod oksidi 4,7 mkm qiymatdagi, uglerod qo‘shoksidida —2,7 va 4,3 mkm qiymatlardagi, metan—3,3 va 7,65 mkm qiymatdagi radiatsiyalarni yutadi. Bu esa optik-akustik usullar bilan gazlarni tahlil qilishni tanlab o‘tkazishga imkon beradi.Tanlab yutish hodisasi Lambert — Ber qonuni bilan ifodalanadi, u to‘lqin uzunligi λ bo‘lgan monoxromatik nurlanish uchun quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi:Sanoatda foydalaniladigan infraqizil yutilishli optik - akustik gaz analizatorlarida vaqti-vaqti bilan infraqizil nurlar o‘tkazib turiladigan kyuvet bo‘yicha yo‘naltirib turiladigan murakkab gaz aralashmasi tekshirilayotgan gaz namunasi bo‘lib xizmat qiladi. Bu erda, nurlarning bir qismi yutiladi, bir qismi esa ikkinchi asbob bilan bog‘langan sezgir elementga tushadi.Nurlar namunadan o‘tganidan keyin integral nurlanishlar farqini o‘lchaydigan sezgir element sifatida tanlovchi nur qabul qilgichidan foydalaniladi. Bu qabul qilgich tahlil qilinadigan komponent bilan to‘ldirilgan kameradan iborat bo‘lib, infraqizil nurlar o‘tishi uchun tuynuk bilan jihozlangan. Agar nur 1 qabul qilgichiga vaqti-vaqti bilan infraqizil nurlar tushib tursa, u holda kamerada turgan gaz vaqti-vaqti bilan isib sovib turadi.O‘zgarmas hajmli kamerada turgan gaz haroratining o‘zgarishi natijasida uning bosimi ham o‘zgaradi, bosimning bu o‘zgarishini nur qabul qilgich ichida turgan membrana qabul qiladi. Hyp qabul qilgich bitta gaz bilan to‘ldirilgani uchun nur energiyasini yutish jarayoni tanlovchi bo‘ladi va u bilan bog‘liq bo‘lgan harorat hamda bosim o‘zgarishlari nur qabul qilgichni to‘ldirib turgan gazning yutish spektriga mos keluvchi ma’lum to‘lqin uzunligidagina sodir bo‘ladi. Gaz aralashmasi o‘tkaziladigan kyuvetda, aniqlanayotgan komponentning konsentratsiyasiga qarab, nur energiyasi oqimi susayadi, shuning uchun nur qabul qilgich kamerasida harorat va bosimning o‘zgarish amplitudasi bu komponentning gaz aralashmasidagi miqdoriga teskari mutanosib ravishda o‘zgaradi.O‘lchash sxemalariga ko‘ra optik-akustik gaz analizatorlari ikki guruhga: kompensatsion va bevosita o‘lchash analizatorlariga bo‘linishi mumkin.
5- rasmda optik-akustik gaz analizatori OA-2209 ning prinsipial sxemasi ko‘rsatilgan, u gaz aralashmalarida uglerod qo‘shoksidini aniqlash uchun mo‘ljallangan. Gaz analizatori uzluksiz ishlaydigan avtomatik asbob bo‘lib, qabul qilgich bloki va ikkilamchi asbob KSU2 dan iborat.
G az aralashmasidagi tahlil qilinayotgan komponentning miqdori kompensatsion usul bilan o‘lchanadi. Elektr toki qizdiradigan ikkita nixrom spiral 3 infraqizil nurlanish manbai bo‘lib xizmat qiladi.Nurlarning yo‘nalgan oqimini hosil qilish uchun har qaysi spiral qaytargich 2 ning fokusiga joylashti rilgan. Infraqizil nurlar oqimi qizigan spirallardan ayni bir vaqtda obtyurator 4 yordamida 5 Gs chastota bilan uziladi va ikki optik kanalga yœnaltiriladi, obtyuratorni sinxron dvigatel 1 aylantiradi.O‘ng kanalda infraqizil nurlarning uzlukli oqimi filtrlash kamerasi 5 va ish miqdori kompensatsion usul kamerasi 6 dan ketma-ket o‘tib, qaytaruvchi plastina 7 ning ortiga tushadi va undan nur qabul qilgich 9 ning o‘ng silindri 8 ga yo‘naladi. CHap kanalda infraqizil nurlarning uzlukli oqimi filtrlash kamerasi 5 va kompensatsiyalovchi kamera 13 dan o‘tib, nur qabul qilgich 9 ning chap silindriga tushadi. Faqat o‘lchanmaydigan komponent bilan to‘ldirilgan filtrlash kameralari 5 gaz analizatorlarning xatoligini qo‘shimcha ravishda kamaytirishga imkon beradi, bu xatoliklarga gaz aralashmasida o‘lchanmaydigan komponentlar miqdorining o‘zgarishi sabab bo‘ladi. Kompensatsiyalovchi kamera 13 chap kanaldagi infraqizil nurlar oqimining yo‘lida gaz aralashmasi qatlamining qalinligini o‘zgartirish, shuningdek, bu oqimning yo‘nalishini o‘zgartirish uchun xizmat qiladi.
Tekshirilayotgan gaz aralashmasi ish kamerasi 6 orqali uzluksiz o‘tib turadi. Agar aralashmada tahlil qilinayotgan komponent bo‘lmasa, u holda nur qabul qilgichning kamerasiga infraqizil nurlarning bir xil oqimlari keladi, membrana tebranmaydi va nur qabul qilgichdan signal chiqmaydi. Agar gaz aralashmasida izlanilayotgan komponent bo‘lsa, u holda ish kamerasi 6 da infraqizil nurlarning qisman yutilishi natijasida nur qabul qilgichning o‘ng silindriga ularning zaiflashgan oqimi, chap silindriga esa zaiflashmagan oqimi kiradi. Bu esa silindrlardagi gaz harorati va bosimining farqlari hosil bo‘lishiga olib keladi.Obtyurator uzluksiz nur chiqarib turganida nur qabul qilgich silindrlaridagi gaz soviydi va bosim kamayadi, natijada silindrlarda bosimning vaqti-vaqti bilan pulsatsiyalanishi yuz beradi. Gaz analizatorning ko‘rsatishlari aniqligini oshirish uchun silindrlariga inert gazlari qo‘shilgan tahlil qilinayotgan gaz to‘ldiriladi. Hyp qabul qilgichning silindrlari faqat tahlil qilinayotgan komponent va infraqizil nurlarga inert bo‘lgan azot bilan to‘ldirilgani uchun bosimning pulsatsnyalanishi faqat tahlil qilinayotgan gaz yutadigan nurlanish spektri hisobigagina vujudga keladi. SHunday qilib, asbobda tanlab yutishga va tahlil qilishga erishiladi.Hyp qabul qilgich 9 da bosimning o‘zgarishi kondensatorli mikrofon 10 da o‘zgaruvchan tokka aylanadi. Bu tok kuchaytirgichida kuchaytirilib, reversiv dvigatel 12 ga beriladi va uning rotori aylana boshlaydi. Bu erda, kompensatsiyalovchi kamera 13 ning qaytaruvchi porsheni biror tomonga surilib, yutuvchi qatlamning qalinligini oshiradi yoki kamaytiradi. Nur qabul qilgich silindrlariga tushayotgan nur oqimlari bir-biriga teng bo‘lib qolgan paytda nur qabul qilgichdan chiqayotgan elektr signali yo‘qoladi va dvigatel to‘xtaydi. SHunday qilib, kamera 13 porshenining vaziyati doimo tahlil qilinayotgan komponent konsentratsiyasiga mos keladi. Porshenning bu vaziyati o‘z navbatida reoxord 14 orqali ikkilamchi asbob 15 bilan qayd etiladi. Uglerod qo‘shoksidini o‘lchash chegaralari 0—1 dan O—100% gacha. Asosiy xatolik ±2,5%. Gaz aralashmasi sarfi 8,3 sm3/s, bosim 0,3 kPa. Ko‘rsatishlarni aniqlash vaqti 30 s. CHiqish signali 0—5 mA.Bayon qilingan OA-2209 turidagi gaz analizatori differensial (ikki nurli, ikki kanalli) kompensatsiyalovchi asbobdir. Uning asosiy kamchiligi nurlatkichlarning eskirishi, ish kyuvetlarining ifloslanishi, shishalar shaffofligining o‘zgarishi va shu kabilar tufayli shkala noli vaziyatining o‘zgarib turishidir.Bevosita o‘lchaydigan bir nurli gaz analizatorida nolning turg‘unligi ancha yuqori bo‘ladi. Bu asbob differensial asbobga qaraganda tanlovchanligi yuqoriligi bilan farq qiladi. Masalan, metanni tahlil qilishda SO2, SO va namning ta’siri bir nurli asbob uchun ikki nurli asbobga qaraganda 3—5 marta kam bo‘ladi.Ultrabinafsha nurlari yutiladigan gaz analizatorlarida havodagi simob bug‘lari konsentratsiyasini, xlor, vodorod sulfid, azot qo‘shoksidi va boshqa moddalarning konsentratsiyasini o‘lchashda qo‘llaniladi.Ultrabinafsha nurlarning manbai simobli lampalar bo‘lib, ular chiqargan nurlarning ko‘p qismi ultrabinafsha nurlar bo‘ladi. Nurlanishni qo‘shimcha monoxromatlash uchun shisha svetoforlardan foydalaniladi, ular tahlil qilinayotgan modda yutilishining maksimumi vaziyatiga qarab tanlanadi.Ultrabinashfa nurlanishni elektr signaliga aylantirish uchun fotoelementlar va fotorezistorlardan foydalaniladi.Amalda ultrabinafsha nurlarni yutadigan elektr kompensatsiyali ikki nurli gaz analizatorlari, optik kompensatsiyali gaz analizatorlari, shuningdek, bevosita o‘lchaydigan, ultrabinafsha nurlarni yutadigan bir nurli gaz analizatorlari ham ishlatiladi.
6-rasmda bir nurli ultrabinafsha nurlarni yutadigan gaz analizatorning blok-sxemasi ko‘rsatilgan. Asbobda bitta manba 1 va bitta foto qabul qilgich 8 bor. Manbaning nurlanishini elektr dvigatel 2 aylantiradigan obtyurator 3 uzadi va u qarama-qarshi fazalarda o‘zgaradigan ikkita bir xil oqimga bo‘linadi. Bu oqimlarning har qaysisi tegishli optik yorug‘lik filtri — ish filtri 5 va taqqoslash filtri 6 dan o‘tadi.
Filtrlarning shaffoflik polosalari berkitilmaydi va f1, f2 chastotalar chegarasida to‘plangan. Nurlarning filtrlangan oqimlari ish kyuveti 7 dan o‘tadi, bu kyuvet orqali nurlanishni f1 chastotada yutadigan tahlil qilinayotgan gaz kyuvet 7 ga haydaladi, so‘ngra oqim umumiy nur qabul qilgichga keladi. Kyuvet 7 da tahlil qilinayotgan, komponent bo‘lmaganida ish va taqqoslash oqimlarining jadalligi nolni rostlash zaslonkasi 4 ni surish yo‘li bilan baravarlashtiriladi.Bu holda tizim muvozanatlashadi va foto qabul qilgichdan olinadigan farq signali nolga teng bo‘ladi. Tahlil qilinayotgan gaz kyuvetga kirganida f1 chastotadagi nurlanish oqimining jadalligi kamayadi, f2 chastotasidaginiki esa o‘zgarishsiz qoladi.Foto qabul qilgich chiqishida farq signali hosil bo‘ladi va u kuchaytirgich 9 da kuchaytiriladi. Farq signalining amplitudasi tahlil qilinayotgan komponent konsentratsiyasining o‘lchovi bo‘lib xizmat qiladi. Konsentratsiya ikkilamchi asbob 10 bilan o‘lchanadi.Harorat tufayli yuzaga keladigan xatoni yo‘qotish uchun asbob termostatlanadi. O‘lchash chegaralari 0—30 mg/l; massa buyicha 0—3%; asosiy xatolik shkala diapazonining ±4% i atrofida.
Elektr-kimyoviy usullardan gazlarni va bug‘larni uzluksiz tarzda avtomatik tahlil qilishda foydalaniladi. Ayniqsa bu usullar havodagi mavjud zaharli gazlarning mikrokonsentratsiyasini, toza gazlar ishlab chiqarishda ifloslantiruvchi gazlar konsentratsiyasini, shuningdek, suyuqliklarda erigan gazlar konsentratsiyasini aniqlash uchun keng qo‘llaniladi.Elektr-kimyoviy gaz analizatorlarida biror komponentning konsentratsiyasi aniqlanayotgan komponent bilan reaksiyaga kirishgan gaz aralashmasining elektr-kimyoviy xossalarining o‘zarishiga qarab aniqlanadi. Quyida eng ko‘p tarqalgan asboblar ko‘rib chiqiladi.Konduktometrik gaz analizatorlari gaz aralashmasining o‘lchanadigan komponentini absorbsiyalovchi yutuvchi eritmalarning elektr o‘tkazuvchanligini o‘lchashga asoslangan.Kontaktli konduktometrik usullar shu bilan xarakterlanadiki, yutuvchi eritma o‘lchash yacheykasining elektrodlari bilan bevosita kontaktlashadi. Bu asboblar murakkab qurilmalar bo‘lishni talab qilmaydi, ko‘rsatishlarni bevosita hisoblab borishga imkon beradi, tayyorlanishi va ishlatilishi sodda.Yutuvchi eritma sifatida, odatda, shunday eritma tanlanadiki, u tahlil qilinayotgan komponent bilan qaytmas reaksiyaga kirishadi.Dissotsiatsiyalangan molekulalar soni kamayishi natijasida eritmaning elektr o‘tkazuvchanligi yutilgan komponent miqdoriga mutanosib ravishda kamayadi. YUtuvchi eritmalar tahlil qilinayotgan komponent bilan qaytmas reaksiyaga kirishi natijasida asbob kanalchalarining devorlarida hamda o‘lchash elektrodlarida cho‘kmalar hosil bo‘ladi, bu esa o‘lchash natijalarini xato ko‘rsatadi va komponentlarning mikrokonsentratsiyalarini aniqlashda gaz analizatorlaridan foydalanishni cheklab qo‘yadi.Konduktometrik o‘lchashlar uchun o‘lchanayotgan komponent absorbsiyasining qaytar reaksiyalaridan ham foydalanish mumkin; ularning afzalliklari: reaksiyalarda cho‘kmalar absorbsiyalanmaydi va yutuvchi eritmalarning regeneratsiyalanish imkoni bor. Biroq, ko‘pgina hollarda bunday yutuvchi eritmalarning tanlash darajasi kam bo‘ladi.7- rasmda konduktometriya prinsipida ishlaydigan gaz analizatorning sxemasi keltirilgan. Tahlil qilinadigan gaz kapillyar naycha 1 orqali o‘tadi va reaksiya boradigan idish 2 hamda chulg‘amli naycha 3 ga beriladi, u erda aniqlanadigan komponent o‘zgarmas tezlikda berib turiladigan elektrolit eritmasi bilan absorbsiyalanadi. SHundan keyin elektrolit eritmasi bir juft elektrodlari 5 turgan o‘lchash yacheykasidan o‘tadi, gaz fazasi esa gaz analizatoridan naycha 6 orqali chiqariladi. Taqqoslash elektrodlari 7 naychada turadi, bu naycha orqali elektrolitning yangi eritmasi beriladi. SHunday qilib, gaz analizatorlarida elektrolit eritmasining elektr o‘tkazuvchanligi o‘lchanayotgan komponent absorbsiyalanguncha va absorbsiyalangandan keyin o‘lchanadi. O‘tkazuvchanlik qiymatlaridagi farqlar aniqlanadigan komponentning ikkilamchi asbob 8 yordamida o‘lchanadigan konsentratsiyasiga mutanosib bo‘ladi. Elektroliz vaqtida cho‘kmalar hosil bo‘lishining oldini olish uchun yacheyka elektrodlariga o‘zgaruvchan kuchlanish beriladi, keyin bu kuchlanish to‘g‘rilanadi.
Elektr o‘tkazuvchanlikni o‘lchashga asoslangan gaz analizatoridan O2, CO2, H2S, SO2, NH3, suv bug‘i va boshqa komponentlarni tahlil qilishda foydalanish mumkin.Kulonometrik gaz analizatorlari elektroliz vaqtida sarflangan elektr miqdorini o‘lchashga asoslangan. Faradey qonuniga ko‘ra, elektrolizda G miqdordagi modda ajralib chikishi uchun eritma orqali τ vaqt mobaynida I tokni o‘tkazish zarur:
Elektroliz vaqtida ajralib chiqqan modda gaz aralashmasining tahlil qilinayotgan komponenti bilan batamom bog‘lanadi, shu tufayli komponent konsentratsiyasining o‘lchovi bo‘lib o‘tayotgan tok I xizmat qiladi. Tok eritmaning neytrallanishi ta’minlanadigan qilib tanlanadi.Kulonometrik gaz analizatorlari o‘lchashning kompensatsion usuli qo‘llanilganligi tufayli o‘lchash natijalarining yuqori aniqligini ta’minlaydi, ularning ko‘rsatishi gazning namligiga, bosimiga, haroratiga, atrof-muhitning parametrlariga bog‘liq bo‘lmaydi.Havodagi SO2, H2S, CI2, O3 larning mikrokonsentratsiyasini o‘lchashga mo‘ljallangan «Atmosfera 1» va «Atmosfera 2» gaz analizatorlar mavjud.Polyarografik gaz analizatorlari indikatorli, taqqoslovchi va yordamchi elektrodlari bor uch elektrodli elektrolitik yacheyka zanjirida diffuzion tokning chegaraviy kuchini o‘lchashga asoslangan. O‘lchashda indikator elektrod bilan taqqoslash elektrodi o‘rtasidagi potensiallar farqi nazorat qilinadi, taqqoslash elektrodining potensiali o‘zgarmas bo‘ladi. Potensallar farqi ta’minlash blokidan olinadigan tayanch kuchlanish bilan taqqoslanadi. Potensiallar farqi tayanch kuchlanishdan uzilganida elektrodlarga beriladigan kuchlanish o‘zgaradi, buning natijasida potensiallar farqi bilan tayanch kuchlanishning tengligi tiklanganiga qadar yordamchi va indikatorli elektrodlar potensiallar farqi o‘zgaradi. Agar elektrodda elektr-kimyoviy jihatdan aktiv moddalar bo‘lmasa, indikatorli elektrod qutblanadi va o‘lchash zanjirida tok kuchi nolga teng bo‘ladi.YAcheykaga elektr-kimyoviy jihatdan aktiv modda kiritilsa, o‘lchash zanjirida tok paydo bo‘lib, uning kuchi moddalar konsentratsiyasiga mutanosib bo‘ladi.
Kislorodni tahlil qiladigan polyarografik gaz analizatorining gazlardan tozalangandagi sxemasi 8- rasmda ko‘rsatilgan.Gaz analizatori namuna tayyorlash bloki I, yacheyka II, ta’minlash bloki III, potensiometr IV dan iborat. Indikatorli elektrod 8 va yordamchi elektrod 7 indikator kamerasi 6 da joylashtirilgan sterjenga o‘rnatilgan. Taqqoslash elektrodi 3 kamera 5 ga zaxira elektrolit bilan birga joylashgan alohida korpus 4 da joylashgan va ish elektroliti bilan osh tuzidan tayyorlangan ko‘prik 12 yordamida birlashgan. Indikator kamerasida elektrolitning talab etilgan sathini saqlab turish uchun a va b kanallar xizmat qiladi. Indikator kamerasiga kameraning ish hajmini termostatlash uchun qizdirish elementi II va harorat indikatori 9 o‘rnatilgan.Indikatorli va yordamchi elektrodlar oltindan tayyorlangan, taqqoslash elektrodi sifatida esa to‘yintirilgan kalomel yoki kumush yugurtirilgan xlor elektrodlardan foydalaniladi. YAcheykada elektrolit yordamida kislorodni aniqlashda NaOH ning 0.1 i eritmasi yoki NHCO3 ning 0,1 i eritmasi ishlatilishi mumkin.Gaz analizatoriga beriladigan gaz namunani mexanik qo‘shilmalardan tozalaydigan filtr 1 orqali yuboriladi. Namunani berish tezligi sarf rostlagichi yordamida rostlanadi. SHundan keyin gaz yacheykaga keladi, elektrolitda o‘z bosimiga mutanosib ravishda eriydi. Tahlil qilinayotgan gaz elektrolit ustida yig‘ilib, elektrolitni indikatorli kameradan siqib chiqaradi, kanal a ning pastki kesigi sathiga qadar, so‘ngra zahira elektorlit bilan kamera orqali barbotirlanib, atmosferaga chiqarib tashlanadi.Gaz analizatori kislorodning beshta o‘lchash diapazoniga ega: 0—0,1; 0—0,2; 0—0,5; 0—1; 0—2. Asosiy xatolik o‘lchash diapazonining ±5% iga teng.Bu gaz analizatorlarining ishlashi kislorodning boshqa gazlar bilan katalizatorlar ishtirokida o‘tadigan reaksiyasining issiqlik samarasini o‘lchashga asoslangan. Mazkur asboblarning ikki guruhi keng tarqalgan.Asboblarning birinchi guruhida yonish katalitik aktiv bo‘lgan platina tolada sodir bo‘ladi, bu tola ayni bir vaqtda sezgir element — o‘lchash ko‘prigining elkasi hisoblanadi. Bu guruhdagi asboblarda tahlil qilish aniqlanadigan komponent yonganida haroratning ortishini o‘lchashga asoslangan.Ikkinchi guruh asboblarda oksidlanish reaksiyasi katalizator qatlamida sodir bo‘ladi, reaksiyaning issiqlik samarai esa qarshilik termometri yoki shu katalizatorda joylashtirilgan termobatareya bilan o‘lchanadi.B irinchi guruh termokimyoviy gaz analizatorlarining prinsipial sxemasi 9-rasmda keltirilgan. Gaz analizatorining o‘lchash sxemasi o‘zgarmas yoki o‘zgaruvchan tokda ishlaydigan muvozanatlashmagan ko‘prikdan iborat. Ish yacheykasi deb yuritiladigan oqim o‘lchash yacheykasi ko‘prikning bitta elkasi R1 ni hosil qiladi. Qo‘prikning R2 elkasini hosil qiladigan taqqoslash yacheykasi o‘z parametrlari va tuzilishi jihatidan ish yacheykasiga ekvivalent bo‘lib, havo to‘ldirilgan bo‘ladi. Qo‘prikning R3, R4 elkalari o‘zgarmas qarshiliklar bo‘lib, ular manganindan tayyorlangan. Ko‘prikli sxemaning noli reostat R5 bilan o‘rnatiladi. Tahlil qilinayotgan komponentning yonishida haroratning ortishi bilan platina tolasi elektr qarshiligining o‘zgarishi o‘lchash ko‘prigi muvozanatining buzilishiga olib keladi. Muvozanat buzilgandagi tok kuchi gaz aralashmasidagi komponent miqdoriga mutanosib bo‘ladi. O‘lchash asbobi tahlil — nazorat qayta ulagichi yordamida sxemaga kiritilgan mahsus o‘zgarmas rezistorga ulanadi asbobning strelkasi R5 peostat strelkasi bilan talab etilgan reper (tayanch) nuqtaga qo‘yiladi. Millivoltmetrning shkalasida platina tolasini qizdiradigan, turli komponentlarni tahlil qilish uchun zarur bo‘lgan tok kuchini qo‘yadigan uchta tayanch nuqta bor.Bu turdagi asboblar asosan havodagi yonuvchi (metan, benzin bug‘lari va h.) gazlarning portlash xavfini yuzaga keltiradigan konsentratsiyasining indikatorlari va analizatorlari sifatida ishlatiladi. Ular ko‘pincha ko‘chma (ko‘tarib yuradigan) turda chiqariladi. O‘lchash xatoligi taxminan ±10%.Sanoat binolari xonalari havosining yonuvchi gazlar bilan ifloslanishini avtomatik nazorat qilish uchun yonuvchi gazlarga mo‘ljallangan SGS turidagi, metanga mo‘ljallangan CMC turidagi, benzinga mo‘ljallangan GPB turidagi va boshqa signalizatorlar chiqariladi.
|
| |
