Реферат: Изучение приборов для измерения температуры. Термометры сопротивления. Электронный автоматическ

--PAGE_BREAK--<img width=«12» height=«23» src=«ref-2_1213022508-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">Рис.6
rh— магазин сопротивлений, заменяющий сопротивление

rk— магазин сопротивлений, заменяющий сопротивление

Rt— магазин сопротивлений, имитирующий термосопротивление.
1.  Установить на магазине сопротивлений RKвеличину 71,3.

2.           Установить на магазине сопротивлений RHвеличину 13,2.

3.           Установить на магазине сопротивлений Rtвеличину 5 Ом.

4.           Пользуясь магазином сопротивлений Rt, плавно подвести стрелку прибора к
нулевой отметке на шкале.

5.           Произвести     проверку     всех     оцифрованных     делений     шкалы     при
возрастающих и убывающих значениях сопротивлений.

6.           По результатам  измерений  заполнить  протокол,  используя  следующие
формулы:

а) абсолютная погрешность   = Rtизм— Rtист

         б) приведенная погрешность

<img width=«173» height=«45» src=«ref-2_1213027784-387.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">

         в) относительная погрешность

<img width=«124» height=«45» src=«ref-2_1213028171-308.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">








--PAGE_BREAK--

ЛИТЕРАТУРА

1.  Исакович Р.Я. Технологические измерения и приборы. — Недра: М.-1978.

2.            Чистяков С.Ф., Радун Д.В. Технологические измерения и приборы — М.:
Высшая школа. 1972.

3.            Дианов   В.Г.   Автоматизация   процессов   в   нефтеперерабатывающей   и
нефтехимической промышленности — М.: Химия, 1968.

4.            Автоматизация    и    средства    контроля    производственных    процессов.
Справочник, кн. 4.М.: Недра, 1979.

5.            Справочник по поверке и наладке приборов — Киев: Техника. 1981.
Федеральное агентство по образованию

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ''

Кафедра «Автоматизация технологических процессов»
Лабораторная работа №2
Изучение приборов для измерения давления

(ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ САПФИР 22 ДИ)
по дисциплине «Технические измерения и приборы»
Выполнил ст. гр. Зау-109

Никитин Е.А.

Проверил Асс. каф. АТП

Шлегель А.Н.

Владимир 2011 г.


Цель работы: изучение принципа действия и устройства преобразователей  Сапфир – 22 ДИ. Проведение поверки преобразователя.
Измерительный преобразователь Сапфир – 22 ДИ

1.1.        
Назначение

Преобразователи предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого параметра – давления избыточного в унифицированный токовый выходной сигнал дистанционной передачи.

         Преобразователи относятся к изделиям ГСП. Преобразователи являются сейсмостойкими, выдерживают сейсмические нагрузки в 9 баллов на высоте <metricconverter productid=»20 м" w:st=«on»>20 м. Преобразователи предназначены для работы с вторичной регистрирующей и показывающей аппаратурой, регуляторами и устройствами автоматики, машинами централизованного контроля и системами управления, работающими от стандартного входного сигнала 0-5 или 4-20 мА постоянного тока.

           Электрическое питание преобразователей осуществляется от источника питания постоянного тока напряжением (36±0,72) В. степень защиты преобразователей от воздействия пыли и воды IP– 2 по ГОСТ 14254-80. По устойчивости к механическим воздействиям преобразователь соответствует виброустойчивому исполнению 2 по ГОСТ 17167-71. Вероятность безотказной работы не менее 0.97 за 2000 ч. средний срок службы не менее 12 лет [1].
1.2.        
Устройство и работа измерительных преобразователей

           Преобразователь состоит из измерительного блока и электронного устройства.

           Измеряемое давление воздействует на мембрану тензопреобразователя измерительного блока, вызывает линейную деформацию чувствительного элемента и изменение электрического сопротивления тензорезисторов тензопреобразователя.

           Электронное устройство датчика преобразует это изменение сопротивления в токовый выходной сигнал.

           Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами («кремний на сапфире»), прочно соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя.

           Схема преобразователей Сапфир – 22 ДИ моделей 2150, 2160, 2170 представлена на рис.1.

           Мембранный тензопреобразователь 1 размещен внутри основания 2. Внутренняя полость 3 тензопреобразователя заполнена кремнийорганической жидкостью и отделена от измеряемой среды металлической гофрированной мембраной 4, которая приварена к основанию 2 по наружному контуру. В камеру 5 фланца 6 подается измеряемое давление. Фланец уплотнен прокладкой 7. Полость 8 сообщена с окружающей средой. Измеряемое давление воздействует на металлическую мембрану 4 и через жидкость действует на мембрану тензопреобразователя. В результате мембрана тензопреобразователя прогибается, что вызывает изменение сопротивления тензорезисторов.

<img width=«582» height=«641» src=«ref-2_1213028479-11751.coolpic» v:shapes="_x0000_s1735">
           Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство 9.
           Схема преобразователей Сапфир – 22 ДИ моделей 2151, 2161, 2171 представлена на рис.2.

           Мембранный тензопреобразователь 1 размещен внутри корпуса 2. Измеряемое давление подается в камеру 3 и воздействует на мембрану тензопреобразователя, вызывая ее прогиб и изменение сопротивления тензорезисторов. Полость 4 сообщена с окружающей атмосферой.

           Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство 6.

<img width=«621» height=«737» src=«ref-2_1213040230-12124.coolpic» v:shapes="_x0000_s1736">


           Наименование преобразователя, модель, пределы измерений, пределы допускаемой основной погрешности преобразователей Сапфир – 22 ДИ, указаны в табл.1.

Таблица 1



           Каждый преобразователь имеет корректор «нуля» и корректор диапазона. Корректор «нуля» позволяет устанавливать значение выходного сигнала, соответствующее нижнему предельному значению измеряемого параметра. Корректор диапазона позволяет устанавливать верхнее предельное значение и может быть перенастроен на любой верхний предел измерений, указанный для данной модели (табл.1).

           Зависимость между выходным сигналом и измеряемым параметром для преобразователей с возрастающей характеристикой выходного сигнала 4-20 мА определяется по формуле:

<img width=«353» height=«68» src=«ref-2_1213052354-1081.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">

      где  Ip— расчетное значение выходного сигнала, соответствующее измеряемому параметру Р, мА;

Р – значение измеряемого параметра МПа или кгс/см2;

Рmax– верхний предел измерений, Мпа или кгс/см2;

Imax– верхнее предельное значение выходного сигнала, мА;

Io– нижнее предельное значение выходного сигнала, мА.

           Расчетные значения выходного сигнала (Up), выраженные в напряжении постоянного тока определяют по формуле:

<img width=«268» height=«41» src=«ref-2_1213053435-738.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">

           где Rоб– значение образцового сопротивления, Ом.
2.    
Проведение поверки

2.1.        
Условия поверки

           При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие преобразователей следующим требованиям:

1)            проверяемые преобразователи не должны иметь повреждений, препятствующих их применению;

2)            при периодической проверке преобразователь должен иметь паспорт или документ его заменяющий;

3)            маркировка преобразователей должна соответствовать данным, указанным в паспорте;

4)            температура окружающего воздуха (23±2)0С;

5)            относительная влажность окружающего воздуха от 30 до 80 %.

           Работоспособность преобразователя проверяют, изменяя измеряемое давление от нижнего предельного значения до верхнего. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала.

           Определение герметичности преобразователей «Сапфир – 22 ДИ» производят при подаче в измерительную камеру избыточного давления, соответственно равных верхнему пределу измерений.

           Преобразователь считают герметичным, если после перекрытия канала, подводящего давление, и после трехминутной выдержки под давлением (разряжением) указанным выше, в течение последующих 2 мин. не наблюдается изменение выходного сигнала. При арбитражных поверках время выдержки должно быть соответственно 15 и 10 мин. [2].
2.2.Определение основной погрешности и вариации выходного сигнала

           Основную погрешность определяют следующими способами:

1)            по образцовому прибору на входе преобразователя устанавливают измеряемый параметр, равный номинальному, а по другому образцовому прибору измеряют выходной сигнал преобразователя;

2)            по образцовому прибору на выходе преобразователя устанавливают расчетное значение выходного сигнала, соответствующее номинальному значению измеряемого параметра, а по другому образцовому прибору измеряют действительное значение измеряемого параметра;

3)            сравнением выходных сигналов проверяемого и образцового преобразователей.

  При проведении поверки применяются следующие средства:

1)            манометр грузопоршневой МП-60 Iи IIразряда (ГОСТ 8291-83), с пределом допускаемой основной погрешности 0,05% от измеряемого давления в диапазоне измерений от 0,6 до 6 МПа;

2)            магазин сопротивлений Р33 (ГОСТ 23737-79), класс точности 0.2, сопротивление до 99999,9 Ом;

3)            цифровой вольтметр Щ4313, класс точности 0,015, верхний предел измерений 5 В;

4)            блок питания 22 БП-36, обеспечивающий напряжение постоянного тока (36±0,72) В.

           Схема включения приборов для измерения выходного сигнала для проведения поверки преобразователей приведена на рис.3 и 4.

<img width=«531» height=«164» src=«ref-2_1213054173-1609.coolpic» v:shapes="_x0000_s1737">
          

           Рис.3. Схема включения преобразователя с предельными значениями выходного сигнала 4 и 20 мА при измерении выходного сигнала в мА:

           ПР – преобразователь «Сапфир – 22 ДИ»;

           П – источник питания постоянного тока (22 БП-36);

           R1 – магазин сопротивлений Р33;

           ИП – вольтметр цифровой Щ4313;

           Р – измеряемое давление.

                

          

<img width=«542» height=«191» src=«ref-2_1213055782-1866.coolpic» v:shapes="_x0000_s1738">


           Рис.4. Схема включения преобразователя с предельными значениями выходного сигнала 4 и 20 мА при измерении выходного сигнала по падению напряжения на образцовом сопротивлении:

           R2 – магазин сопротивлений Р4831;

           остальное – тоже, что и на рис.3.
           При выборе образцовых средств для определения погрешности проверяемого преобразователя должны быть соблюдены следующие условия:

1)            при определении значений выходного сигнала в мА

<img width=«337» height=«65» src=«ref-2_1213057648-1238.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">

где Δр – предел допускаемой абсолютной погрешности образцового прибора, контролирующего входной параметр при давлении или разряжении, равном верхнему пределу измерений поверяемого преобразователя, в тех же единицах, что и Рmax;

Рmax – верхний предел измерений поверяемого преобразователя; МПа (кгс/см2);

Δ1 — предел допускаемой абсолютной погрешности образцового прибора, контролирующего выходной сигнал при верхнем предельном значении выходного сигнала поверяемого преобразователя, мА;

Imax– верхнее предельное значение выходного сигнала, мА;

Io– нижнее предельное значение выходного сигнала, мА (I=0 – для преобразователей с выходными сигналами 0-5 и 0-20 мА; I=4 мА — для преобразователей с выходными сигналами 4 и 20 мА);

γ – предел допускаемой основной погрешности проверяемого преобразователя, %;

С – коэффициент равный ¼. [2].

2)            при определении значений выходного сигнала в мВ по падению напряжения на образцовом сопротивлении

<img width=«396» height=«64» src=«ref-2_1213058886-1398.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">

где Δu– предел допускаемой абсолютной погрешности образцового прибора, контролирующего выходной сигнал при верхнем предельном значении выходного сигнала поверяемого преобразователя, в тех же единицах, что и Umax;

       Umax  и Uo– соответственно верхнее и нижнее предельное значение выходного сигнала, определяемые по формулам:

<img width=«167» height=«74» src=«ref-2_1213060284-901.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">

           ΔR– предел допускаемой абсолютной погрешности образцового сопротивления Rоб;

           Rоб– значение образцового сопротивления, Ом (от 100 до 1000 Ом – для преобразователей с предельными значениями выходного сигнала 0 и 20 или 4 и 20 мА).

           Основную погрешность преобразователя определяют сравнением действительных значений выходного сигнала с расчетными, определенными по формуле (1).

           В процессе поверки определяются следующие виды погрешностей:

1)            абсолютная – разность между действительными значениями выходного сигнала Ii(мА) и расчетными значениями Ip:

<img width=«141» height=«43» src=«ref-2_1213061185-417.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">

2)            относительная – абсолютная погрешность в % к расчетному значению выходного сигнала

<img width=«126» height=«71» src=«ref-2_1213061602-640.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">

3)            приведенная – абсолютная погрешность в % от разности между верхним и нижним значениями выходного сигнала

<img width=«131» height=«69» src=«ref-2_1213062242-518.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">

           Вычисления проводят с точностью до второго знака после запятой.

           Приведенная погрешность преобразователя при периодической поверке не должна превышать предела допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя γп (табл.1).

           Основную погрешность определяют не менее чем на пяти значениях измеряемой величины, достаточно равномерно распределенных в диапазоне измерения, в том числе при значениях измеряемой величины, соответствующих нижнему и верхнему предельным значениям выходного сигнала.

           Основную погрешность определяют при значении измеряемой величины, полученной при приближении к нему как от меньших значений, так и от больших к меньшим (при прямом и обратном ходе).

           Перед поверкой при обратном ходе преобразователь выдерживают в течение 5 минут под воздействием верхнего предельного значения измеряемого параметра, соответствующего предельному значению выходного сигнала.

           Вариация выходного сигнала определяется как разность между значениями выходного сигнала, соответствующими одному и тому же значению измеряемого параметра, полученными при прямом и обратном ходе.

<img width=«137» height=«44» src=«ref-2_1213062760-499.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">

           где I1и I2– действительные значения выходного сигнала соответственно при прямом и обратном ходе, мА.

           Вариация выходного сигнала в % от нормирующего значения вычисляют по формуле:

<img width=«175» height=«73» src=«ref-2_1213063259-865.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">

           Вариация выходного сигнала, определяемая при каждом поверяемом значении измеряемого параметра, кроме значений, соответствующих нижнему и верхнему пределах измерений, не должна превышать значения, указанного в ГОСТ 22520-84 и ТУ 25-7431.001-86.

           Дополнительная погрешность преобразователей, вызванная изменением температуры окружающего воздуха, выраженная в процентах от диапазона изменения выходного сигнала на каждые 10 0С не превышает значений γ, определяемых формулой

<img width=«316» height=«79» src=«ref-2_1213064124-1231.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">

           где γt– принимает значения:

           ±0,25% для преобразователей со значением |γ|, равным 0,25;

           ±0,45%  для преобразователей со значением |γ|, равным 0,5;

           ±0,65% для преобразователей со значением |γ|, равным 1,0;

           Рmax – максимальный верхний предел измерений для данной модели преобразователя;

           Рi– действительное значение верхнего предела измерений.

Оформление отчета

           Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1)            описание принципа действия, устройство преобразователей    Сапфир – 22 ДИ, техническую характеристику;

2)            схему включения приборов для проведения поверки преобразователя;

3)            определение основной и дополнительной погрешности;

4)            протокол поверки;

5)            выводы о пригодности поверяемого преобразователя к дальнейшей эксплуатации.
ПРОТОКОЛ ПОВЕРКИ

Модель

Верхний предел измерений, (МПа)

Предел допускаемой основной погрешности, ± %

Вариация выходного сигнала не превышает

абсолютного значения предела абсолютной

допускаемой погрешности                                                            ± 0,25

Предельные значения выходных сигналов, мА


№

п/п

Значения измеряемого давления, Мпа (кгс/см2)

Расчетные значения выходного сигнала, мА

Действительные значения выходного сигнала, мА

Погрешности

Вариация

Прямой ход

Обратный ход

Прямой ход

Обратный ход

Δ

δ

γ

Δ

δ

γ

1























2

0,5





















3

1





















4

2





















5

4





































































Список использованных источников

1.     Преобразователь измерительный «Сапфир – 22». Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 08919030 ТО. М.: ВНИИПМ, 115 с.

2.     Преобразователи измерительные «Сапфир – 22». Методические указания по поверке. МИ 333-<metricconverter productid=«83. М» w:st=«on»>83. М.: ВНИИПМ, 31 с.
Федеральное агентство по образованию

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ''

Кафедра «Автоматизация технологических процессов»
Лабороторная работа № 3

Изучение принципа действия и устройства хроматографа
по дисциплине «Технические измерения и приборы»
Выполнил ст. гр. Зау-109

Никитин Е.А.

Проверил Асс. каф. АТП

Шлегель А.Н.
Владимир 2011 г.
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ХРОМАТОГРАФИИ
    Хроматографами называют приборы, предназначенные для автоматического анализа многокомпонентных газовых смесей методом хроматографического разделения.

    Этот метод состоит в том, что анализируемая смесь разделяется на составляющие компоненты при её принудительном продвижении через слой неподвижной фазы. Метод циклический, обладает высокой разделительной способностью и позволяет производить качественный анализ исследуемой смеси.

    Наибольшее  распространение для анализа газов получил способ газоадсорбционной хроматографии. Подвижной фазой в ней является газ, а неподвижной – твердое измельченное вещество с большой поверхностью. Разделение компонентов происходит вследствие их различной способности адсорбироваться на поверхности неподвижной твердой фазы.

   На рис.1 показана схема газоадсорбционного хроматографического анализа при разделении смеси газов, состоящей из трех компонентов А, Б, В.

<img width=»682" height=«327» src=«ref-2_1213065355-5526.coolpic» v:shapes="_x0000_s1868 _x0000_s1869 _x0000_s1893 _x0000_s1894 _x0000_s1895 _x0000_s1896 _x0000_s1897 _x0000_s1898 _x0000_s1899 _x0000_s1900 _x0000_s1901 _x0000_s1902 _x0000_s1903 _x0000_s1904 _x0000_s1905 _x0000_s1906 _x0000_s1907 _x0000_s1908 _x0000_s1909 _x0000_s1910 _x0000_s1911 _x0000_s1912 _x0000_s1913 _x0000_s1914 _x0000_s1915 _x0000_s1916 _x0000_s1917 _x0000_s1918 _x0000_s1919 _x0000_s1920 _x0000_s1921 _x0000_s1922 _x0000_s1923 _x0000_s1924 _x0000_s1925 _x0000_s1926 _x0000_s1927 _x0000_s1928 _x0000_s1929 _x0000_s1930 _x0000_s1931 _x0000_s1932 _x0000_s1933 _x0000_s1934 _x0000_s1935 _x0000_s1936 _x0000_s1937 _x0000_s1938 _x0000_s1939 _x0000_s1940 _x0000_s1941 _x0000_s1942 _x0000_s1943 _x0000_s1944 _x0000_s1945 _x0000_s1946 _x0000_s1947 _x0000_s1948 _x0000_s1949 _x0000_s1950 _x0000_s1951 _x0000_s1952 _x0000_s1953 _x0000_s1954 _x0000_s1955 _x0000_s1956 _x0000_s1957 _x0000_s1958 _x0000_s1959 _x0000_s1960 _x0000_s1961 _x0000_s1962 _x0000_s1963 _x0000_s1964 _x0000_s1965 _x0000_s1966 _x0000_s1967 _x0000_s1968 _x0000_s1969 _x0000_s1970 _x0000_s1971 _x0000_s1972 _x0000_s1973 _x0000_s1974 _x0000_s1975 _x0000_s1976 _x0000_s1977 _x0000_s1978 _x0000_s1979 _x0000_s1980 _x0000_s1981 _x0000_s1982 _x0000_s1983 _x0000_s1984 _x0000_s1985 _x0000_s1986 _x0000_s1987 _x0000_s1988 _x0000_s1989 _x0000_s1990 _x0000_s1991 _x0000_s1992 _x0000_s1993 _x0000_s1994 _x0000_s1995 _x0000_s1996 _x0000_s1997 _x0000_s1998 _x0000_s1999 _x0000_s2000 _x0000_s2001">



   Проба анализируемого  газа проталкивается каким-либо инертным газом, называемым носителем, через длинную трубку – разделительную колонку, согнутую, например, в виде буквы U или спирали и заполненную измельченным адсорбентом. Вследствие различной сорбируемости  компонентов смеси движение их в колонке замедляется по-разному. Чем больше сорбируемость молекул данного компонента, тем больше их торможение и наоборот. В связи с этим отдельные компоненты смеси продвигаются по колонке с разной скоростью и через некоторое время вперед уйдет компонент А, как более сорбируемый, затем компонент Б и вслед за ним компонент В.

   Таким образом, из хроматографической колонки будут последовательно выходить или газ-носитель, или бинарная смесь: газ-носитель + компонент.

    При определенных постоянных условиях разделения (температура, расход газа-носителя, свойства адсорбента) время выхода компонента из колонки постоянно и поэтому время выхода является качественным показателем процесса хроматографического анализа.

   Результат анализа газовой смеси обычно фиксируется вторичным самопишущим прибором на диаграммной бумаге в прямоугольных координатах. Хроматограмма анализируемой смеси представляет собой кривую с рядом пиков. При этом появление каждого из них характеризует вид компонента смеси, а его площадь – концентрацию данного компонента.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомление с принципом действия и устройством хроматографических газоанализаторов и приобретение навыков, необходимых в работе с ними при выполнении анализов газовых смесей.
ЛАБОРАТОРНЫЙ ХРОМАТОГРАФ ЛХМ-8МД
<img width=«605» height=«331» src=«ref-2_1213070881-3767.coolpic» v:shapes="_x0000_s1870 _x0000_s1871 _x0000_s1872 _x0000_s1873 _x0000_s1874 _x0000_s1875 _x0000_s1876 _x0000_s1877 _x0000_s1878 _x0000_s1879 _x0000_s1880 _x0000_s1881 _x0000_s1882 _x0000_s1883 _x0000_s1884 _x0000_s1885 _x0000_s1886 _x0000_s1887 _x0000_s1888 _x0000_s1889 _x0000_s1890 _x0000_s1891 _x0000_s1892">



   Приборы серии ЛХМ-8МД сконструированы в блочном исполнении и состоят из следующих блоков:

 1. Прибор для регистрации хроматограмм – потенциометр КСП-4

 2. Измерительный блок детектора по теплопроводности (ДТ)

 3. Блок измерительный для детектора ионизации в пламени (ПИД)

 4. Блок программирования температуры в термостате

 5. Термостат с испарителем, дозатором, колонками и детектором

 6. Блок подготовки газов

 7. Дозатор

 8. Ручки регулирования расхода газа-носителя

     Газ-носитель (воздух) из баллона 1 проходит через осушитель 2 (БПГ) и поступает в кран-дозатор клапанного типа 3. В положении 1 “Отбор” ручка 9 крана-дозатора находится в правом положении, анализируемый газ из баллона 7 проходит через расходомер постоянного перепада 10 и дозирующий объем 4. при этом обе колонки, заполненные сорбентом Полисорб-1 продуваются газом-носителем. Затем дозатор переводится в положение 2. Газ-носитель проходит верез дозирующий объем, подхватывает пробу анализируемого газа и переносит ее в хроматографическую колонку К1, где происходит разделение анализируемого газа на составляющие компоненты, а затем в детектор 5.

    На рис.5 приведена электрическая схема хроматографа. Основными элементами схемы являются четыре платиновые нити, свитые в двойную спираль и помещенные в ячейки прямоточного типа, размещенные в корпусе детектора.

   Платиновые термосопротивления соединены между собой и образуют неравновесную мостовую схему. Две нити помещены в ячейку, через которую постоянно продувается газ-носитель (сравнительная камера). Две другие нити помещены в рабочий канал. Мост сбалансирован, когда теплопроводность газов в обоих каналах одинакова. Если в рабочем канале появился компонент из анализируемой смеси, теплопроводность газа изменяется, следовательно изменяются температура и сопротивление нитей, что вызовет разбаланс мостовой схемы. Величина разбаланса моста служит мерой концентрации компонента в газе-носителе в данный момент. Выходной сигнал подается на электронный самопишущий потенциометр КСП-4 и через делитель записывается в виде хроматограммы.    
<img width=«652» height=«320» src=«ref-2_1213074648-5515.coolpic» v:shapes="_x0000_s2061 _x0000_s2062 _x0000_s2063 _x0000_s2064 _x0000_s2065 _x0000_s2066 _x0000_s2067 _x0000_s2068 _x0000_s2069 _x0000_s2070 _x0000_s2071 _x0000_s2072 _x0000_s2073 _x0000_s2074 _x0000_s2075 _x0000_s2076 _x0000_s2077 _x0000_s2078 _x0000_s2079 _x0000_s2080 _x0000_s2081 _x0000_s2082 _x0000_s2083 _x0000_s2084 _x0000_s2085 _x0000_s2086 _x0000_s2087 _x0000_s2088 _x0000_s2089 _x0000_s2090 _x0000_s2091 _x0000_s2092 _x0000_s2093 _x0000_s2094 _x0000_s2095 _x0000_s2096 _x0000_s2097 _x0000_s2098 _x0000_s2099 _x0000_s2100 _x0000_s2101 _x0000_s2102 _x0000_s2103 _x0000_s2104 _x0000_s2105 _x0000_s2106 _x0000_s2107 _x0000_s2108 _x0000_s2109 _x0000_s2110 _x0000_s2111 _x0000_s2112 _x0000_s2113 _x0000_s2114 _x0000_s2115 _x0000_s2116 _x0000_s2117 _x0000_s2118 _x0000_s2119 _x0000_s2120 _x0000_s2121 _x0000_s2122 _x0000_s2123 _x0000_s2124 _x0000_s2125 _x0000_s2126 _x0000_s2127 _x0000_s2128 _x0000_s2129 _x0000_s2130 _x0000_s2131 _x0000_s2132 _x0000_s2133 _x0000_s2134 _x0000_s2135 _x0000_s2136 _x0000_s2137 _x0000_s2138 _x0000_s2139 _x0000_s2140 _x0000_s2141 _x0000_s2142 _x0000_s2143 _x0000_s2144 _x0000_s2145 _x0000_s2146 _x0000_s2147 _x0000_s2148 _x0000_s2149 _x0000_s2150 _x0000_s2151 _x0000_s2152 _x0000_s2153 _x0000_s2154 _x0000_s2155 _x0000_s2156 _x0000_s2157 _x0000_s2158 _x0000_s2159 _x0000_s2160 _x0000_s2161 _x0000_s2162 _x0000_s2163 _x0000_s2164 _x0000_s2165 _x0000_s2166 _x0000_s2167 _x0000_s2168"><img width=«648» height=«316» src=«ref-2_1213080163-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">
<img width=«582» height=«461» src=«ref-2_1213080236-4168.coolpic» v:shapes="_x0000_s2312 _x0000_s2313 _x0000_s2314 _x0000_s2315 _x0000_s2316 _x0000_s2317 _x0000_s2318 _x0000_s2319 _x0000_s2320 _x0000_s2321 _x0000_s2322 _x0000_s2323 _x0000_s2324 _x0000_s2325 _x0000_s2326 _x0000_s2327 _x0000_s2328 _x0000_s2329 _x0000_s2330 _x0000_s2331 _x0000_s2332 _x0000_s2333 _x0000_s2334 _x0000_s2335 _x0000_s2336 _x0000_s2337 _x0000_s2338 _x0000_s2339 _x0000_s2340 _x0000_s2341 _x0000_s2342 _x0000_s2343 _x0000_s2344 _x0000_s2345 _x0000_s2346 _x0000_s2347 _x0000_s2348 _x0000_s2349 _x0000_s2350 _x0000_s2351 _x0000_s2352 _x0000_s2353 _x0000_s2354 _x0000_s2355 _x0000_s2356 _x0000_s2357 _x0000_s2358 _x0000_s2359 _x0000_s2360 _x0000_s2361 _x0000_s2362 _x0000_s2363 _x0000_s2364 _x0000_s2365 _x0000_s2366 _x0000_s2367 _x0000_s2368 _x0000_s2369 _x0000_s2370"><img width=«580» height=«458» src=«ref-2_1213084404-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">
<img width=«625» height=«494» src=«ref-2_1213084477-8417.coolpic» v:shapes="_x0000_s2188 _x0000_s2189 _x0000_s2190 _x0000_s2191 _x0000_s2192 _x0000_s2193 _x0000_s2194 _x0000_s2195 _x0000_s2196 _x0000_s2197 _x0000_s2198 _x0000_s2199 _x0000_s2200 _x0000_s2201 _x0000_s2202 _x0000_s2203 _x0000_s2204 _x0000_s2205 _x0000_s2206 _x0000_s2207 _x0000_s2208 _x0000_s2209 _x0000_s2210 _x0000_s2211 _x0000_s2212 _x0000_s2213 _x0000_s2214 _x0000_s2215 _x0000_s2216 _x0000_s2217 _x0000_s2218 _x0000_s2219 _x0000_s2220 _x0000_s2221 _x0000_s2222 _x0000_s2223 _x0000_s2224 _x0000_s2225 _x0000_s2226 _x0000_s2227 _x0000_s2228 _x0000_s2229 _x0000_s2230 _x0000_s2231 _x0000_s2232 _x0000_s2233 _x0000_s2234 _x0000_s2235 _x0000_s2236 _x0000_s2237 _x0000_s2238 _x0000_s2239 _x0000_s2240 _x0000_s2241 _x0000_s2242 _x0000_s2243 _x0000_s2244 _x0000_s2245 _x0000_s2246 _x0000_s2247 _x0000_s2248 _x0000_s2249 _x0000_s2250 _x0000_s2251 _x0000_s2252 _x0000_s2253 _x0000_s2254 _x0000_s2255 _x0000_s2256 _x0000_s2257 _x0000_s2258 _x0000_s2259 _x0000_s2260 _x0000_s2262 _x0000_s2263 _x0000_s2264 _x0000_s2265 _x0000_s2266 _x0000_s2267 _x0000_s2268 _x0000_s2269 _x0000_s2270 _x0000_s2271 _x0000_s2272 _x0000_s2273 _x0000_s2274 _x0000_s2275 _x0000_s2276 _x0000_s2277 _x0000_s2278 _x0000_s2279 _x0000_s2280 _x0000_s2281 _x0000_s2282 _x0000_s2283 _x0000_s2284 _x0000_s2285 _x0000_s2286 _x0000_s2287 _x0000_s2288 _x0000_s2289 _x0000_s2290 _x0000_s2291 _x0000_s2292 _x0000_s2293 _x0000_s2294 _x0000_s2295 _x0000_s2296 _x0000_s2297 _x0000_s2298 _x0000_s2299 _x0000_s2300 _x0000_s2301 _x0000_s2302 _x0000_s2303 _x0000_s2304 _x0000_s2305 _x0000_s2306 _x0000_s2307 _x0000_s2308 _x0000_s2309 _x0000_s2310 _x0000_s2311"><img width=«622» height=«491» src=«ref-2_1213092894-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">
Рис. 5. Электрическая схема хроматографа.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТОВ
   В результате анализа неизвестной смеси на диаграмме записывается хроматограмма (рис.6). По времени выхода (последовательности) определяют состав смеси: 1 – метан, 2 – этан, 3 – пропан,

4 – бутан.
<img width=«527» height=«348» src=«ref-2_1213092967-2892.coolpic» v:shapes="_x0000_s2169 _x0000_s2170 _x0000_s2171 _x0000_s2172 _x0000_s2173 _x0000_s2174 _x0000_s2175 _x0000_s2176 _x0000_s2177 _x0000_s2178 _x0000_s2179 _x0000_s2180 _x0000_s2181 _x0000_s2182 _x0000_s2183 _x0000_s2184 _x0000_s2185 _x0000_s2186 _x0000_s2187">



   Для определения количества (концентрации) каждого компонента необходимо измерить площадь каждого пика (F1 – F4) умножить ее на поправочный коэффициент К (Табл.1).

   Суммарная площадь всех пиков будет соответствовать 100 % концентрации. Концентрация каждого компонента пропорциональна площади его пика.

<img width=«132» height=«48» src=«ref-2_1213095859-494.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">

Проверка чувствительности по Портеру:

<img width=«121» height=«49» src=«ref-2_1213096353-360.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056"> ,

где  Fk – площадь пика на хроматограмме в см2,

       Sp – чувствительность регистратора в мВ/см,

       Vг-н – скорость газа-носителя в мл/мин,

       Vл – скорость ленты регистратора в см/мин,

       Mk – масса газа в мг, определяемая из расчета, что масса газа, равная в граммах молекулярному весу, занимает объем <metricconverter productid=«22,4 л» w:st=«on»>22,4 л.

  Объем пробы, вводимой на анализ, равен 1 мл.

   Эффективность колонки характеризует разделительную способность колонки и определяется величиной эквивалентной теоретической тарелки:

<img width=«75» height=«41» src=«ref-2_1213096713-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057"> ,

где  L – длина колонки,

       <img width=«100» height=«56» src=«ref-2_1213096937-338.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">  — число теоретических тарелок,

       Vд – удерживающий объем в см3,       м – ширина пика у основания в см.

   Селективность колонки определяется коэффициентом селективности kc, который может быть выражен как:

<img width=«71» height=«41» src=«ref-2_1213097275-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">,

где м=Vд1/Vд2.
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА
     1. С помощью пенного расходомера проверить расход газа-носителя, подаваемого из баллона 1 (давление на входе установить 4 атм.). В случае отличия расхода от нормального (30 мл/мин) с помощью ручек 8 и 9 в блоке подготовки газов установить необходимый расход в обоих каналах.

    2. Включить тумблеры “Сеть” в термостате колонок и на панели измерительного блока 2.

    3. Включить тумблеры 4 “Питание детектора” и установить ручкой “Питание детектора”  стрелку миллиамперметра на деление “<metricconverter productid=«100”» w:st=«on»>100”.

    4. Включить потенциометр КСП-4 (1) и ручками “Установка нуля” – грубо и точно – на измерительном блоке установить стрелку потенциометра по середине шкалы.

    5. Ручку дозатора 7 (рис.3) вывести в правое положение (1) открыть вентиль баллончика с анализируемым газом (контроль прохождения газа через дозирующий объем проводится с помощью ротаметра (рис.4)). Через 5-10 секунд перевести кран-дозатор в положение 2 и определить по секундомеру время от ввода проба на анализ до времени выхода пика на хроматографе. Баллончик закрыть.

   6. По изменению нулевой линии на потенциометре отметить время выхода трех сновных компонентов.

   7. По хроматограмме рассчитать:

        а) чувствительность прибора по Портеру для трех компонентов

            (1 – этан, 2 – пропан, 3 – бутан)

        б) величину эквивалентной теоретической тарелки (ВЭЭТ) для каждого компонента, учитывая, что длина колонки L=2,5 м

        в) концентрацию всех трех компонентов
                                                                                                                                              Таблица 1

Вещество

Поправочные коэффициенты для детектора по ТП

Теплопроводность´10

ккал/см×сек×град/возд



Воздух

Водород

Гелий

Метан

Азот

Этан

Пропан

Бутан

Пентан





-

-

-

0,45

0,67

0,59

0,68

0,68

0,69



5,83

41,6

34,8

7,21

5,81

4,36

3,58

3,22

3,12





1,0

7,14

5,97

1,25

0,996

0,75

0,615

0,552

0,535



СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Газовая и электрическая схемы хроматографа.

2. Хроматограмма, полученная в результате анализа неизвестного газа.

3. Результаты обработки хроматограммы: количество газов в смеси, их название и концентрация,

    чувствительность детектора и ВЭЭТ для каждого компонента.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Принцип действия и назначение хроматографических газоанализаторов.

2. Хроматографические колонки и их роль в анализе газовых смесей.

3. Типы детекторов, их достоинства и недостатки.

4. Расшифровка хроматограмм.

5. Определение чувствительности хроматографа.

6. Калибровка хроматографических газоанализаторов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мак-Нейр, Бонелли. Введение в газовую хроматографию. — М., Мир, 1970.

2. Фроловский П.А. Газовая хроматография. – М., Недра, 1969.

3. Хроматограф лабораторный ЛХМ-8МД. Техническое описание и инструкция по эксплуатации
Федеральное агентство по образованию

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ''

Кафедра «Автоматизация технологических процессов»
Лабораторная работа №4

Поверка волоконно-оптического мутномера типа АОМ-202.
по дисциплине «Технические измерения и приборы»
Выполнил ст. гр. Зау-109

Никитин Е.А.

Проверил Асс. каф. АТП

Шлегель А.Н.

    продолжение
--PAGE_BREAK--