I texnologik qism

TP turidagi avtomatik gaz analizatorining sxemasi.

Sxema muvozanatlashmagan ikkita A va В ko‘priklardan iborat bo‘lib, ular o’zgaruvchan tok manbayidan transformator orqali ta ’minlanadi. Ko‘priklarning yelkalari platina simlardan tayyorlangan va shisha ballonchalarga joylashtirilgan. O’lchash ko‘prigining ikkita ishchi yelkasi 1 va 3 ning atrofidan tahlil qilinayotgan gaz o‘tib turadi. Qolgan ikkita yelkasi 2 va 4 gaz muhitida turadi, bu gazning tarkibi asbob shkalasining boshlanishiga mos keladi. Taqqoslash ko‘prigi В ning ikkita yelkasi 6 va 8 gaz muhitida turadi, uning tarkibi asbob shkalasining boshlanishiga mos keladi, yelkalar 5 va 7 esa tarkibi shkala oxiriga mos keladigan gaz muhitida turadi.

Taqqoslash ko‘prigi В ning diagonaliga reoxord Rr ulangan, uning surilgichi (dvijok) va A ko‘prikning uchi elektron kuchaytirgich EK ning kirishiga ulangan. Reversiv dvigatel RD reoxordning surilgichini va asbobning ko‘rsatkich strelkasini ko‘prik uchlaridagi shkalada kuchlanish surilgichning reoxorddan oladigan kuchlanishi bilan muvozanatlashmaganiga qadar suradi. Gaz analizatorining ko‘rsatishi ta’minlash manbayi kuchlanishining o‘zgarishiga va atrof-muhit haroratining o‘zgarishiga bog‘liq emas. TP turidagi gaz analizatorlari bir nechta rusumlarda ishlab 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; ±10 % bo‘ladi. Gaz aralashmasining hajmiy sarfi 12 sm3/s, bosim 70—130 kPa. Ko‘rsatishlarni aniqlash vaqti 3 dan 110 s gacha. Chiqish signallari 0 - 5 mA; 0 -1 0 0 mV; 0 - 1 0V.

2.3..Termokonduktometrik gaz analizatorini detektorini hisoblash.

2.3.1.Detektorning fizik-matematik modellarini qurish.

D
etektorning ishlash printsipi oqim bilan isitiladigan sim 1 haroratining uni yuvadigan gaz aralashmasining issiqlik o'tkazuvchanligiga bog'liqligiga asoslangan. Bunday detektor (o'lchagich) ko'pincha katarometr deb nomlanadi.

Issiqlik o'tkazuvchanlik gaz analizatorining detektorining fizik modeli

Naycha o'qi bo'ylab cho'zilgan sim bir vaqtning o'zida isitgich va qarshilik termometrining vazifasini bajaradi. Buning uchun volfram yoki platina kabi elektr qarshilikning yuqori harorat koeffitsienti bo'lgan materialdan sim olinadi. Agar gaz aralashmasi ikkilik bo'lsa va tarkibiy qismlarning issiqlik o'tkazuvchanligi boshqacha bo'lsa, u holda gaz aralashmasining issiqlik o'tkazuvchanligi va shuning uchun oqim bilan isitiladigan metall filamanning harorati va qarshiligi tarkibiy qismlardan birining kontsentratsiyasiga bog'liq. aralashmaning.

Dedektor korpusining ichki yuzasining Т_с harorati uning tashqi yuzasining haroratini qarshilik termometridan yoki trubaga o'rnatilgan masofadan turib o'rnatilgan termojuftlardan foydalanib aniqlanadi.

Isitilgan filaman usuli odatda statsionar versiyada qo'llaniladi. Bunday holda, ipda chiqarilgan quvvat yoki ipning harorati doimiy ravishda saqlanadi. Bizning holatda, biz filamanga etkazib beriladigan elektr quvvati doimiy deb hisoblaymiz

Ip harorati uchun hisoblash formulasini olish uchun biz quyidagi taxminlarni qabul qilamiz:

• ip to'liq trubka o'qi bo'ylab cho'zilgan;

• radiatsiya va konvektsiya orqali issiqlik uzatish mavjud emas;

• gazning issiqlik quvvati shunchalik kichikki, uni e'tiborsiz qoldirish mumkin;

• 2-kameraning ichki yuzasida (1-rasmga qarang), birinchi turdagi chegara shartlari qo'llab-quvvatlanadi.

• yakuniy effektlar mavjud emas (ya'ni, 2-kameraning so'nggi qismlariga ip orqali issiqlik oqib chiqishi).

Keyin gaz aralashmasidagi harorat maydonining matematik modeli, yuvish ipi quyidagi shaklda yoziladi:

₍₁₎

Chegara shartlari:

Tananing devor harorati doimiy, ya'ni

T(r₂)=const=T_c . (2)

Bunday sharoitlar birinchi turdagi chegara shartlari deb ataladi.

2. Filament yuzasida issiqlik oqimi ma'lum va doimiy ravishda qabul qilinadi, ya'ni.

Q(r₁)=const. (3)

Bunday chegara shartlari ikkinchi turdagi shartlar deb ataladi.

3. Filament yuzasida issiqlik oqimi ma'lum va doimiy ravishda qabul qilinadi, ya'ni.

Q(r₁)=const. (4)

Bunday chegara shartlari ikkinchi turdagi shartlar deb ataladi.

2.3.2. Konversiya funktsiyasini aniqlash.

Katarometrning transformatsiya funktsiyasini (statik xarakteristikasini) aniqlaylik, ya'ni. ipning harorati va qarshiligining aniqlangan komponentning kontsentratsiyasiga bog'liqligi.

Issiqlik oqimi Q filamanning o'qidan r masofasidan Fyure qonuni bilan aniqlanadi:

.(1)

Haroratning differentsialini ifodalab, quyidagilarni olamiz:

. (2)

Olingan ifodani sintez qilamiz:

,.

.

Shuning uchun filaman harorati:

. (3)

Agar gaz aralashmasidagi aniqlangan komponentning kontsentratsiyasi nolga teng bo'lsa, unda Т_н=Т₀; λ=λ₀

Agar konsentratsiya nolga teng bo'lmasa, unda Т_н=Т₀+T; λ=λ₀+.

Ushbu shartlarga muvofiq ikkita tenglama mavjud:

(4)

(5)

(4) tenglamadan (5) tenglamani chiqarib, quyidagilarni olamiz:

(6)

Metall ipning qarshiligi haroratga chiziqli bog'liq deb hisoblanishi mumkin:

. (7)

Bu erda R₀- ipning 0 С,darajadagi qarshiligi,  - qarshilikning harorat koeffitsienti.

Harorat T ga o'zgarganda, ipning qarshiligi R ga o'zgaradi.

. (8)

(6) ni hisobga olgan holda (8) va (7) dan R ni ifodalaymiz:

, (9)

Ikki komponentli gaz aralashmasining issiqlik o'tkazuvchanligi, ulardan biri havo bo'lib, qo'shilish qonuniga muvofiq quyidagicha ifodalanadi:

₍₁₀₎

bu erda С₂ - analitik kontsentratsiyasi.

Gaz aralashmasining issiqlik o'tkazuvchanligi uchun quyidagi ifodani olamiz:

₍₁₁₎

Agar ₀=_1- aniqlangan komponentning nol konsentratsiyasidagi issiqlik o'tkazuvchanligi bo'lsa, unda:

; (12)

 ni R ga almashtirib, biz termokonduktometrik detektorning kerakli konversiya funktsiyasini olamiz:

₍₁₃₎

2.3.3. O'lchov kamerasida nurlanish orqali issiqlik uzatishni hisoblash

Gaz aralashmasining issiqlik o'tkazuvchanligini uning tarkibiga bog'laydigan naqshlar konvektsiya va radiatsiya bilan isitiladigan ipdan uzatiladigan issiqlikning minimal (yoki doimiy) nisbati bilan namoyon bo'ladi. Bu holat filamanning issiqlik rejimini optimallashtirish, ipning strukturaviy xususiyatlarini va o'lchash kamerasini tanlash imkonini beradi.

Belgilangan gaz aralashmasi (havo+vodorod) uchun o'lchov xujayrasining parametrlarini hisoblang. O'lchovlar 20°C haroratda va risb bosimida amalga oshiriladi Р_изб.=0 kgc/sm² va

0% dan 70% gacha bo'lgan o'zgarish oralig'ida.

Quyidagi dastlabki ma'lumotlarga ko'ra, konstruktiv parametrlarni hisoblash quyidagicha amalga oshiriladi.

Metall blokning harorati T_c=40C;

I=400mA ipning mo'ljallangan oqimi;

Filament materiallari-platina;

Filamanning diametri d=0.12 mm, keyin ipning radiusi r₁=0,0610^-3m;