Учебное пособие Нижний Новгород 2015 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное

Магнитные газоанализаторы

Магнитные газоанализаторы – это приборы для анализа состава газов, в которых концентрация определяемого компонента измеряется по изменению магнитных свойств смеси, её магнитной восприимчивости.

Данные газоанализаторы применяют для определения содержания кисло- рода в объеме газовых смесей, т. к. он обладает наибольшей магнитной воспри- имчивостью, т. е. относится к парамагнитным газам. Магнитная восприимчи- вость кислорода зависит от давления и снижается с ростом температуры.
Изменение объемной магнитной восприимчивости газовой смеси æ_см по- зволяет определить объемную концентрацию кислорода c_к при постоянной температуре и давлении по формуле
i n
^{æсм =} _ с_i ^{æi = cкæк + (1 – cк)æн, (4.14)}
i 1
где æ_i, æ_к, æ_н – объемные магнитные восприимчивости i-го компонента смеси, кислорода и неопределяемых компонентов соответственно; c_i, c_к, с_н – объемная концентрация i-го компонента, кислорода и неопределяемых компонентов.
Наиболее распространенным методом измерения магнитной восприимчи- вости смеси газов является метод, основанный на термомагнитной конвекции. На рис. 4.10 [16] показана схема чувствительного элемента кислородоме-
ра и его размещение между полюсами магнита в преобразователе с внешней магнитной конвекцией. Чувствительный элемент представляет собой платино- вую проволоку 1, намотанную на стеклянный капилляр 2, покрытую остеклени- ем 3. Концы спирали подпаяны к токовводам 4. Кислородосодержащий газ, протекающий по трубке 7, втягивается в магнитное поле и нагревается от рези- стора R₁, при этом его магнитная восприимчивость снижается. Холодный газ выталкивает нагретый, создавая поток магнитной конвекции, охлаждающий ре- зистор R₁. Для обеспечения одинаковых условий теплоотдачи резистор R₂ раз- мещен внутри немагнитного медного блока 6.
К преимуществам магнитных газоанализаторов следует отнести отсутст- вие необходимости удаления неопределяемых компонентов газа.

Рис. 4.10. Магнитный газоанализатор (а – схема чувствительного элемента; б – раз- мещение чувствительного элемента между полюсами магнита в магнитном газоанализаторе): 1 – платиновая проволока; 2 – стеклянный капилляр; 3 – стеклянное покрытие; 4 – токоввод; 5 – магнит; 6 – медный блок; 7 – труба

4.