6.3. Термокимёвий усул.
Тахлилининг бу усули кимёвий реакциянинг иссиклик самарасини фойдаланиб модда микдорини аниклашга асосланган. Аникланадиган кисм микдорини топишда шу кисмнинг каталитик оксидланишида хосил булувчи иссиклик самарасидан фойдаланилади.
Термакимёвий усулга асосланган икки турдаги асбоблар мавжуд.
Биринчи турга каталитик оксидланиш платина сими юзасидан борадиган асбоблар киради. Бу асбобларда платина сими бир вактнинг узида сезгир элемент вазифасини хам бажаради. Иккинчи тур асбобларда аникланадиган модда катализатор юзасида оксидланади. Катализатор махсус идишга солиниб унинг ичига сезгир элемент жойлаштирилади ва катализатор вакти оркали текшириладиган газ аралашмаси утказилаяпди. Катализатор тугридан – тугри сезгир элемент юзасига ёпиштирилган булиши хам мумкин. Бу турдаги термокимёвий асбоблар купрок таркалган.
Моддалани термокимёвий аниклашда аниклашнинг материал баланс тенгламаси куриниши куйидагича:
Бунда 1-реакцияда иштирок этувчи молекуляр массаси m1 булган биринчи кисмнинг моллар сони.
2 –реакцияда иштирок этувчи молекуляр массаси, m2 – булган иккинчи кисмнинг моллар сони.
а0 – реакцида иштирок этмайдиган молекуляр массаси, m0 – булган учунчи кисмнинг моллар сони.
1 – реакция натижасида хосил булган молекуляр массаси, m1 – булган модданинг моллари сони.
- Тула ёниш даражаси, %.
Исиклик баланси тенгламаси куйидагича:
бунда q-молекуляр массаси m1 – булган модданинг ёниш иссиклиги, - атрофга иссикликнинг йуколиши, %.
С1,С2,С0,С1 – ёниш махсулоти таркибидаги кисмларнинг иссиклик сигими.
Бу тенгламадан температура кийматнинг ортиши асосан датчикнинг конструкциясига боглик булган - катталик киймати ва катализатор акт влиги билан боглик булган - кийматга боглик. Биринчи тур сезгир элементлар конструцияси куйидаги расмда келтирилган:
а) сеткасимон олов кайтаргичли, б) тиркишли олв кайтаргичли. 1-корпус элемент. 3-платина сим. 4-тиркишли олов кайтаргич. 5-сеткали кайтаргич. 6-штуперь. 7-прокладка. 8-гайка.
Бу конструкйиянинг узига хослиги уни портлашдан химоя килганлигидир. Портлаш хавфидан химоялаш сеткали (а) ёки тиркишли (б) Алов кайтаргичлар ёрдамида амалга оширилади. Ячайкадаги платина сим бир вактнинг узида текшириладиган газни иситиш манбаи, катализатор ва сезгир элемент вазифаларни бажаради.
Иккинчи тиб терма кимёвий сезгир элементлардан оксидловчи канализаторлар патина сими юзасига ёпиштирилади ёки махсус камерага тулдирилади. Булмага тулдирилган катализатор турида ичига термопара типидаги сезгир элемент туширилади. Катализатор сифатида асосан гапколитдан фойдаланилади. Катализатор кавати оркали газлар аралашмаси утказилганда аралашмадаги ёнувчи бирикма катализатор юзасида оксидланади. Оксидланиш хосил булган иссиклик хисобига сезги элеменнинг каршилиги узгаради. Бу узгариш катализатор куввати оркали утувчи ёнувчи мода микдорига тугри пропорсинал.
Иккинчи тур сезгир элементларни бошка куринишда катализатор платина симидан килинган спералга котирилган инерт ташувчи бирикма юзасига юритилади. Одатда инерт ташувчи сифатида ТиО2, Аl2O3, ShO2 ва бошкалар ишлатилади. Катализатор сифатида платина, палладий сингари актив металлар тузлари шимдирилади.
Термакаталетик усулига асосланган анализаторлари купчилик холларда ёнувчи газларни аниклашда сигнализатор ва индикаторлар сифатида ишлатилади. Бунга сабаб сезгилар элементлар юзасига шимдирилган катализаторлар гапколит, Pt, Pd ва бошкаларни активлиги булиб, бу катализаторлар иштирокида аралашмадаги хамда ёнувчи бирикмалар бир вактнинг узида оксидланишидир.
Иккинчи тур газ аналазаторлари сезгир элементининг принципиал схемаси куйидаги расмда келтирилган (3-расм).
Анализаторининг электр схемаси узгарувчан ёки узгармас токни улчаш куприги куринишида булади. Бунда R1 ва R2 – ишчи ва таккослаш сезгир элементлари R3 ва R4 – узгармас каршиликлар R5 – каршилик асбобнинг нол кийматини куйишга, R6 – каршилик схемага керакли ток кийматини куйишга ишлатилади.
Текшириладиган аралашмада ёнувчи модда булмаганда ишчи ва таккослаш сезгир элементларнинг каршилиги узаро тенг ва тизим мувозанатда булади. Текшириладиган аралашмада ёнувчи газ пайдо булса унинг ишчи сезгир элементи катализатор юзасида ёниши натижасида сезгир элементни температурасини ва шунга мос холда каршилигини ортиришга сабаб булади. Бунда сезгир элемент каршилик киймати температурага, температура эса аралашмадаги ёнувчи модда микдорига мос узгаради. Ишчи сезгир элемент каршилиги кийматини узгариши схемада балансни узгартиришга олиб келади, бунинг натижасида схемада диоганал буйлаб ток пайдо булади. Диогнал буйлаб урнатилган милливольтметрда сигнал киймати кузатилади.
Термакимёвий газ анализаторларига электр тармогидаги ток киймати узгариши таъсирини йукотиш учун узгарувчан токни компанцетцион схемаси таклиф этилган.
Бу схема ишчи (R1) ва таккослаш (R2) сезгир элементлар доимий каршиликлар (R3, R4) нол нуктани бажарувчи каршилик (R8) R5, R6 каршиликларддан хамда реохорит R7 дан тузилган кучланишни таксимловчидан тузилган датчик ва кучланишни таксимловчи тарансформатлар (Т) ни иккинчи урамига уралган реохордин харакатлантирувчи курилма ва датчиликни бир кисми (б) электорон региетриация килувчи асбобни кучлантирувчи кисмига уланган. Схема мувозанатда а ва б нукталар орасидаги потенгиаллар факи реохрод R7 – ёрдамида тенглаштирилди. Мувозанат бузилганда электрон кучлантиргичга киришда сигнал хосил булади, бу сигнални балансга келтириш учун реверсив двигатель рехородни янги нуктага силжитади. Натижада а ва б натижада нукталар оралигида яна мувозанат юзага келади. Реохордни ва унга беркитилган стелкани узгариши датчикни баланс кийматини узгаришига, бу эса уз навбатида аралашмадаги ёнувчи газ микдорига пропарционал булади. Бу схеманинг узига хослиги унга температура ва электр тармогидаги кучланишнинг таъмир этмаслигидир.
Мавжуд трехокимёвий газ анализаторларин энг асосий камчилиги уларнинг газлар аралашмасидаги айрим кисмларга слектив эмаслигидир.
Термокимёвий анализаторлар селективлигини таъминлаш учун катор ишлар килинмокда. Селективликка эришишнинг куйидаги усулларини мумкин. Аралашма таркибидаги айрим кисимларга селектив катализатор танлаш. Мавжуд анализаторлардаги катализаторлар (Pt,Pd,Zr, MnO2 ва бошкалар) бир вактнинг узида бир неча моддани оксидлайди. Селектив катализаторлар факат энг осон оксидланувчи моддаларга (Н2, СО) танлаш мумкин. Кийин оксидланувчи моддалар, масалан: метанни водород ёки СО иштирокида селектив аниклаш имкони йук. Бундай холда термокимёвий датчикни куйидаги схемадан фойдаланиб амалга оширилади.
R1 ва R2 – сезгир элементлар R3 ва R4 – доимий каршилик R5 – нол нуктани урнатувчи каршилик. Датчикда R1 ва R2 – сезгир элементлар турли газларга активлиги турлича булгач катализаторлар билан копланган. R1 – сезгир элементга текшириладиган аралашмадан (Н2, СО2, СН4) аникланган кисм (СН4) дан бошка хамма газларни тулик оксидлашга имкон берувчи катализаторлар копланган. R2 – элемент эса аралашмадаги хамма ёнувчи бирикмадарни (Н2, СО, СН4) оксидлашга имкон берувчи катализатор билан копланган, натижада, R2 – элементда хам газлар (Н2, СО, СН4) йигиндисига мос сигнал хосил булади. R1 – элементда эса аникланадиган моддадан ташкари хамма моддаларга хос сигнал юзига келади. Натижада R1 ва R2 – элементлар сигнал кийматлари фарки аникланадиган элементга, яъни метанга мос келади ваш у усул билан аралашма таркибидан метанни селектив аниклашга имкон тугилади. Шу йил билан бошка ёнувчи бирикмалар учун хам селектив сенсор, датчик тайёрлаш мумкин. Келтирилган усулда селективлиги танланган термокаталитик анализаторлар (МАГ-Н2, МАГ-СН4, АГ-СО) ларни тажриба намуналари Самарканд давлат университети тахлилий кимё кафедрасида яратилган.
Термокаталитик усул-катор кулайликларга эга. Бу турдаги анализаторлар ва датчиклар ва улчамни кичиклиги, экспресслиги ва автоматлаштиришга кулайлиги ва катор газларнинг юкори сезгирлик билан аникланиши жихатлари билан тавсифланган. Саноатда ТХГ -5, ТХГ-2301, ГМГ-3 ва бошкалар ишлаб чикарилмокда. Бу анализаторлар саноат чикинди газлари таркибидаги турли шахарлар атмосфераси хавосидан, автотранспорт ва иситиш системалари чикинди газлари таркибидан ёнувчи ва осон портловчи газларни аниклашда кенг кулланилади.
|
