загрузка...
 
8.5. Дифузійні газоаналізатори
Повернутись до змісту

8.5. Дифузійні газоаналізатори

Принцип дії дифузійних газоаналізаторів базується на процесі переносу речовини (компонента суміші) під дією градієнта його концентрації. Цей перенос може відбуватися при зіткненні речовин одна з одною (дифузія) або крізь тверду речовину (трансфузія, або проникнення). Процес переносу речовини пов'язаний з хаотичним тепловим рухом молекул, що відбувається у напрямку зменшення концентрації речовини і якій веде до його рівномірного розподілу за займаним об’ємом. Проникнення через тверде тіло визначається наявністю розривів у їх кристалічних решітках, нерегулярних щілин і пор у макроструктурі твердої речовини або розчиненням газів і пари у твердій речовині. Найбільш швидко процес переносу речовини під дією градієнта концентрації відбувається в газах, що багато в чому визначає використання цього явища для автоматичного контролю концентрації газів.

Інтенсивність взаємного проникнення двох дотичних газів визначається коефіцієнтом їх взаємної дифузії, що залежить від молекулярних мас цих газів і полярності їх молекул. Коефіцієнт взаємної дифузії збільшується з підвищенням температури і зменшується з підвищенням тиску.

При взаємній дифузії двох газових об’ємів незалежна дифузія компонентів багатокомпонентної суміші спостерігається тільки при її попередньому 3 - 4-кратному розведенні.

На рис.8.5 показана схема дифузійного мембранного аналізатора концентрації водню. У цьому аналізаторі камери 2 і 1 розділені тонкою (10-20 мкм) мембраною зі сплаву паладію зі сріблом. Аналітичний пристрій аналізатора термостатирується при температурі 45°С. Через камеру 2 з постійною об'ємною витратою прокачується аналізований газ, який містить водень, а через камеру 1 — допоміжний газ (наприклад, повітря або азот), що попередньо проходить через камеру 4. У камері 1 розміщені вимірювальний Rв, а в камері 4 — порівняльний Rпор терморезистори. Ці терморезистори підключені до нерівноважного мосту 5 і утворюють термокондуктометричний детектор. При роботі аналізатора через мембрану з камери 2 у камеру 1 дифундує тільки водень, що додається до допоміжного газу і змінює теплопровідність газового потоку, який обмиває вимірювальний терморезистор Rв. Це обумовлює зміну сигналу нерівноважного мосту 5, сигнал вимірюється і реєструється самописним потенціометром 6.

Подпись: 
Рисунок 8.5 - Схема дифузійного газоаналізатора

Дифузійні газоаналізатори характеризуються на порядок більшою селективністю при вимірюванні концентрації необхідного компонента, ніж термохімічні, за рахунок істотно меншого впливу на їх показання змін концентрацій невизначуваних компонентів багатокомпонентних газових сумішей.



загрузка...