Основные понятия об измерениях и измерительных приборах

ОПТИК ГАЗОАНАЛИЗАТОРЛАР
Бу газоанализаторларнинг ишлаши газлар ёки газни ютган суюқ сорбент томонидан кўринмас қисмлардаги спектрларнинг ютилиш даражасини, нурлар энергиясини ўлчаб аниқлашга асосланган. Инфрақизил ва ультрабинафша нурларни ютувчи газоанализаторлар ва фотоколориметрик газоанализаторлар мавжуд.


Инфрақизил нурларни ютувчи газоанализаторлар
Инфрақизил нурларни ютувчи газоанализаторларнинг ишлаши газлар ва буғларни нурларнинг инфрақизил қисмидаги спектрларини ютиши ҳодисасига асосланган.
Бу ҳодиса Ламберт Бер тенгламаси бўйича ифодаланади ва у λ тўлқин узунлигидаги монохроматик нурланиш учун қуйидаги кўринишга эга,

Ф_λ = Ф_0λ ּ ^{-ε ּ C ּ} ёки,

Д _λ = Ln ε _λ ּ C ּ
Бу ерда, Ф_λ ва Ф_0λ – ютувчи моддага кираётган ва чиқаётган нурланиш оқимлари;
Д _λ – модданинг оптик зичлиги;
ε _λ – ютишнинг молекуляр натурал кўрсаткичи;
С – ютувчи модда концентрацияси;
– ютувчи модда қатлами қалинлиги.
Бу ҳодисага асосланган асбоблар, қуйидагича ишлайдилар: Узилувчан инфрақизил нурлар оқими тахлил қилинаётган газ аралашмаси қатламидан ўтиб, энергиясининг газ таркибидаги аниқланаётган компонент миқдорига пропорционал қисмини йўқотади. Энергиянинг қолгани нурни қабул қилгичга келиб тушади ва унда нурнинг қолган энергияси ўлчанади. Инфрақизил нурларни ютувчи газоанализаторларда ишлатиладиган нурни қабул қилгичларда, одатда фақат аниқланаётган компонент ютиш спектрлари энергиясини ўлчайдиган нурни қабул қилгичлар ишлатилади.
Нурни қабул қилгич берк хажмида газ босимининг ўзгариш пулсациясини бу газга товуш частотаси даражасида инфрақизил нурлари оқимини узиб бериш, аккустик эффект номини олди. Газ босими пулсацияси частотаси (овоз чиқариш даражаси) нурларни узилиш частотасига боғлиқ, пульсация қуввати (овоз кучи) эса, нур энергияси оқими қувватига ва газнинг ютиш қобилиятига боғлиқ.
Бу эффектни 1881 йилда Белл, Тиндалл и Рентген кузатишган.
Хозирги замонавий газоанализаторларда нурларнинг узилиш частотаси 6 гц га камайтирилган (эскиларида 200 гц гача эди), амма хозиргача бу асбобларни оптико-акустик газоанализаторлар деб номлашади.
Миқдори аниқланаётган компонент билан тўлдирилган 1-камерада (расм 108) узиб берилаётган инфрақизил нурлар ютилиб, камерадаги газ температураси ўзгаришига ва бунинг натижасида камерадаги босимнинг ўзгаришига сабаб бўлади. Бу босимнинг ўзгаришлари нур қабул қилгичнинг ўлчаш схемасига уланган кондексаторли микрофонининг мембранасига (4) берилади.
Инфрақизил нурларни ютишга асосланган усулнинг афзаллиги, унинг универсаллигидадир, чунки хар хил модадаларнинг (газларнинг) ютиш спектрлари бир-биридан фарқли бўлади. Фақат кислород О₂, водород Н₂ ва азот N инфрақизил нурларни ютмайди, хлор Cl ва бром Br учун эса, ютиш спектри нур спектрининг кўринадиган қисмида жойлашган бўлади.
Инфрақизил нурларни ютишга асосланган саноат газоанализаторларининг ўлчаш қисми асосини дифференциал оптик схема ташкил этади.

Расм 108.
1-нур қабул қилгич камераси; 2- дарчалар; 3- қисқич халқа; 4- алюмин фальгали мембрана; 5 – изоляцияловчи халқа; 6 –конденсаторнинг қўзғалмас электроди; 7 – компенсационный канал; 8 –коаксиаль кабель учун чиқиш клемниги; 9 – нур қабул қилгич корпуси; 10 – таянч халқа.
Бу асбоблар икки ўхшаш оптик каналлардан ташкил топган бўлиб, улар дифференциал нур қабул қилгичлардан (9 ва 10) ва эгилган ойналар (2) ёрдамида нурларини оптик каналларга йўналтирувчи икки инфрақизил нурлар манбаасидан (1) иборат (расм 109).

Расм 109.
Радиация оқими обтюратор 4 ёрдамида 6 гц частота билан узилади.
5- ишчи камера; 6 – азот ёки хаво билан тўлдирилган солиштириш камераси; 7,8 – газ аралашмасининг аниқланмайдиган компонентлари билан тўлдирилган фильтрловчи камералар; 9,10 – нур қабул қилгичнинг камералари газ аралашмасининг аниқланаётган компоненти билан тўлдирилади.
Инфрақизил нурлар оқими ишчи камерадан ўтишида, бу нурлар камерадан ўтаётган анализ қилинаётган газ аралашмасида қисман ютилади, солиштириш камерасидан ўтганда эса, ютилмайди. Нур қабул қилгичнинг камераларига икки каналдан нурлар оқими келади. Уларнинг қийматларининг фарқи, ишчи камерадан ўтаётган газ таркибидаги аниқланаётган компонент миқдорига боғлиқ.
Нур қабул қилгич камераларига узилиб берилаётган нур оқими таъсирида, миқдори аниқланаётган компонент билан тўлдирилган камерада газ температураси ўзгаришига ва бунинг натижасида камерадаги босимнинг ўзгаришига сабаб бўлади. Бу эса, ўлчаш камерасига ўрнатилган конденсаторли микрафон ёрдамида ўзгарувчан ток кучланишига айлантирилиб, кучайтирилади ва ўлчанади. Миқдори аниқланмайдиган компонентлар таъсирини камайтириш мақсадида фильтрловчи камералар миқдори аниқланмайдиган компонентлар билан тўлдирилади ва бу икки камералардан ўтаётганда нурларнинг уларнинг ютиш спектрларига тўғри келган спектрлари ютилади, натижада, нур қабул қилгичга бу спектрдаги нурлар етиб келмайди.
Бу газоанализаторда тўғридан-тўғри ўлчаш усулидан фойдаланилган. Бундан ташқари, солиштириш йўли билан оптик, электр ва газли компенсациялаш усулларида ишловчи газоанализаторлар мавжуд.