Инертные газы - Фастовский В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Электрическая схема датчиков термокондуктометрических.га-зоанализаторов представляет собой мост из четырех резисторов. Два элемента помещены в рабочие камеры, через которые непрерывно и с постоянной скоростью протекает анализируемая газовая смесь. Два других элемента помещены в аналогичные камеры со сравнительным газом: герметические или также проточные.
Плечи моста нагреваются электрическим током, но их температура зависит от теплопроводности окружающей среды, через-которую тепло отводится к стенкам камер. При изменении со- ' става среды изменяется температура, а следовательно, и сопро-. тивление рабочих элементов, что приводит к разбалансу измерительного моста. В диагонали моста возникает ток, пропорциональный изменению концентрации анализируемого компонен-'' та. Этот ток измеряется вторичным прибором, шкала которого» градуируется в процентах анализируемого компонента. 290
Обычно чувствительные элементы изготавливаются в виде нитей из химически стойких металлов с достаточно большим температурным коэффициентом электрического сопротивления (Рт, N1), но в некоторых случаях для повышения чувствительности используют термисторы [5].
Чаще всего сравнительные камеры заполняются воздухом и герметизируются. Однако в тех случаях, когда анализируется сложная газовая смесь, в которой изменяются концентрации не только определяемого компонента, используют дифференци-, альную газовую схему. В катарометрах дифференциального типа анализируемый газ после прохождения рабочих камер освобождается во вспомогательном устройстве от анализируемого компонента и направляется в сравнительные камеры.
В качестве вторичных приборов используются стрелочные или контактные милливольтметры, а также автоматические потенциометры для указания и записи результатов анализа. Контактные милливольтметры и автоматические потенциометры снабжены устройствами, позволяющими применять газоанализатор в системах автоматического контроля и регулирования технологических процессов.
В газоанализаторах по теплопроводности используют измерительную схему постоянного тока или компенсационную схему переменного тока. В приборах первой группы мост питают через стабилизированный выпрямитель или от аккумуляторной батареи. Схема таких приборов характеризуется относительной простотой, но погрешность их показаний в большой степени зависит от колебаний температуры и тока питания, поэтому они снабжаются термостатирующими устройствами и требуют периодического контроля и регулирования питающего тока.
К приборам постоянного тока относятся газоанализаторы ТКГ-4 и ТКГ-5. Газоанализатор ТКГ-4 применяют для определения содержания аргона в аргонной фракции воздухоразде-литёльных аппаратов (0—15% Аг) или в сыром аргоне после .аргонной колонны (70—100% Аг). После соответствующей градуировки этот прибор можно использовать также для анализа других бинарных и некоторых более сложных газовых смесей [6]. Газоанализатор ТКГ-5Б предназначен для определения содержания водорода в сыром аргоне, циркулирующем в установке УТА-5А (0—5% Н2). Оба прибора характеризуются основной погрешностью ±5% от верхнего предела измерения, они комплектуются стабилизированным источником питания, вторичным прибором и имеют массу около 70 кг.
Газоанализаторы с компенсационной измерительной схемой имеют два моста — рабочий и сравнительный, питаемые от двух вторичных обмоток одного трансформатора. В плечи рабочего моста включены чувствительные элементы, омываемые анализируемым газом и газом определенного состава, а в плечи сравнительного моста — только чувствительные элементы, за-
10* 291
паянные в стеклянных ампулах с газами определенных составов. Напряжения с измерительных диагоналей обоих мостов подаются на вход автоматического компаратора. Таким образом, схема фиксирует только разность напряжений, обусловленную изменением состава анализируемой газовой смеси, и не реагирует на колебания температуры газа и питающего тока, одинаковые для обоих мостов. Из приборов такого типа в технологии инертных газов и при использовании защитных сред применяют газоанализатор ТП 1120, предназначенный для непрерывного определения содержания водорода в газовых смесях. Приборы выпускаются на диапазоны измерения 0—1, 0—2, 0—5% Н2 и т. д., имеют основную погрешность не более ±2,5% и со вторичным прибором массу около 45 кг.
В системах гелиево-ожижительных установок для анализа чистоты гелия, используемого в качестве защитной среды или для других целей, применяются автоматические анализаторы содержания воздуха типов ТП 5001 (0—0,5%) или ТП 5002 (0—1 и 0—10% воздуха).
Газовая хроматография
Универсальным методом анализа сложных газовых смесей является газовая хроматография, использующая различие в сор-бируемости компонентов. В колонку, заполненную сорбентом, подается проба анализируемой смеси и осуществляется ее движение вдоль слоя; вследствие различной сорбируемости компонентов смеси они движутся вдоль хроматографической колонки с различной скоростью.
В практике анализа смесей инертных и сопутствующих ,им' газов 'нашел применение метод газоадсорбционной хроматографии с использованием твердых поглотителей — активированных углей, силикагелей, алюмогелей и цеолитов [7—9].
