16-маъруза Мавзу: термокондуктометрик ва термомагнитли газ анализаторлари

Термомагнит газ анализаторлари ва уларнинг ишлаш принципи.
Газлар орасида кислород алоҳида парамагнетизм хусусиятига эга. Кислород магнит майдонига бошқа газларга нисбатан кўпроқ тортилади. Унинг бу хоссаси мураккаб газ аралашмаларидаги кислород концентрациясини ўлчашга имкон беради. Барча (кислородни анализ қиладиган) магнитли газ анализаторлари термомагнит ва магнитомеханик асбобларга бўлинади.
Кислороднинг температураси ўзгарганда унинг магнит хоссаларининг ўзгариш эффектига асосланган термомагнит усули кенг тарқалган. Бу усул термомагнит конвекция ҳодисасига асосланган. Агар ток билан қиздирилган ўтказгич бир жинсли бўлмаган магнит майдонга ўрнатилса, газ аралашмасининг хоссаси камаяди, шу сабабли ўтказгич атрофида магнит майдоннинг кучли ерларидан кучсиз ерларига томон аралашманинг ҳаракати бошланади. Температуранинг кўтарилиши сабабли газнинг магнит хоссаси камаяди, натижада газ аралашма­сининг ички оқими вужудга келади. Бу оқимда қизиган газ аралашмаси термомагнит конвекция ҳодисаси сабабли узлуксиз сиқиб чиқарилади. 17.3-расмда термомагнит газ анализатори­нинг принципиал схемаси келтирилган.

17.3-расм. Термомагнит газ анализаторининг ишлаш принципи.

Текширилаётган газ аралашмасининг температураси иссиқлик алмаштиргич ёрдамида турғунлашади. Аралашма сарфининг доимийлиги ўлчаш ўзгартгичи 2 ни ротаметр 3 орқали шунтлаш йўли билан таъминланади. Шу сабабли система киришидаги газ сарфининг тебранишлари ўзгартгичдан ўтиш тезлигига таъсир қилмайди, чунки а ва б нуқталар орасидаги босимлар фарқи доимий бўлиб қолади. Ўзгарткичнинг газли бўшлиғи кўндаланг каналли ҳалқа камера 4 шаклида диамагнит материалдан ишланади. Каналнинг кириш қисми доимий магнит майдон орасига жойлашади, унинг ичида эса R_t3 R_t4 икки секцияли плати­на чулғамлар ўрнатилади, бу чулғамларнинг қаршилиги номувозанат кўприкнинг икки елкасини ҳосил қилади. Агар бошланғич аралашмада кис­лород бўлмаса, кўндаланг каналда ҳаракат бўлмайди. Ара­лашмада кислород бўлса, унинг молекулалари магнит майдонига йўналиб, каналга тортилади. Rt чулғамлар ўлчаш схемаси манбаининг токи таъсирида 100...200°С гача қиздирилгани сабабли канал 4 га келган кислород ҳам қизий бошлайди. Температура кўтарилиши билан магнитнинг кислородга таъсири камаяди, шунинг учун газнинг янги қисми магнит майдон зонасига тортилиб, қизиган кислородни ҳалқа камерага итаради.

Газнинг ҳосил бўлган конвекцион оқими иссиқликни асосан чўлғамдан олади, шунинг учун секциялар температураси ҳар хил бўлиб қолади.
Rt3 ва Rt4 қаршиликларнинг текширилаётган газ концентрациясига пропорционал ўзгариши натижасида, кўприкнинг ўлчаш диагоналида нобаланслик сигнали пайдо бўлади. Бу сигнал шкаласи кислороднинг процент миқдорида даражаланган автоматик потенциометр орқали ўлчанади. Ўлчаш кўприги стабиллашган таъминлаш манбаидан (СТМ) таъминланади. Қаршилик R5 кўприк манбаининг ток кучини ўрнатиш учун хизмат қилади; R₁ ва R₂ доимий манганин қаршиликлар.
Ўлчашнинг термомагнит усулида хатолар, асосан, қуйидаги сабабларга кўра содир бўлади:
а) атроф-муҳит температурасининг ўзгариши натижасида газ аралашмасининг магнитланиши ўзгаради;
б) сезгир элемент иссиқлигининг ўзгариши (ўлчаш кўприги манбаи кучланишининг ўзгариши);
в) текширилаётган газ аралашмаси ёки атмосфера босимнинг ўзгариши;
г) магнитларнинг эскириши натижасида магнит майдони кучланишининг ўзгариши.
Сезгирликни ошириш ва хатоликларни камайтириш учун саноатда фойдаланиладиган газ анализаторларида ўлчаш ва таққослаш кўприкларннинг тегишли елкаларига уланган иккита ҳалқали компенсацион ўлчаш схемалари қўлланилади.
Анализ қилинаётган газ температураси ва босимининг ўзгариши шунингдек, ўлчаш схемасини таъминловчи кучланишнинг ўзгариши ҳар қайси кўприкнинг ўлчаш диагоналларидаги кучланишга бир хилда таъсир этади, шунинг учун газ анализаторининг кўрсатишларига бу ўзгаришлар таъсир қилмайди.
Тутун газларидаги кислород миқдорини узлуксиз аниқлаш учун МН 5106-2 типидаги термомагнит газ анализатори ишлатилади, унинг ўлчаш чегаралари бир нечта бўлиб, улардан энг максимали 0-10%. Юқориги ўлчаш чегарасинннг асосий хатолиги ±2% МН 5130-1 типидаги газ анализатори икки ёки уч компонентли газ аралашмаларидаги кислород концентрациясини узлуксиз ўлчаш ва стандарт электр сигналлари бериш учун мўлжалланган. Сигнал бериш қурилмаси билан жиҳозланган. Ўлчаш натижаларини кўрсатиш ва ёзиш учун газ ана­лизатори билан бир комплектда иккиламчи ўзиёзар асбобдан фойдаланилади. Кислородни ўлчаш чегаралари 0-0,5 дан 80-100% гача. Асосий хатолик ±2 дан 10% гача (ўлчаш чегараларига қараб). Газ аралашмасининг ҳажмий сарфи 12 см³/с, босими 90-105 кПа. Ўлчаш вақти 120 с. Чиқиш сигналлари 0-5 мА, 0-100 мВ.