Датчики для автоматического анализа состава материала

Существует несколько методов измерения, из которых наиболее распро- странены кондуктометрический, основан на измерении электропроводности жидкости, оптический – на законах поглощения и отражения световых лучей, электромагнитный – на измерении разности потенциалов специальных элек- тродов в контролируемой среде.

Кондуктометрические приборы. Зависимость между удельной электро- проводностью раствора, природой растворенного вещества и его концентраци-

ей определяется законом Кольрауша: s

=ah(nк +nа ) , где s-удельная электро-

проводность , a -степень диссоциации, h -мольная концентрация вещества,

n к ,n а - подвижность ионов в электрическом поле при градиенте напряжения, равном единице. Электропроводность очень чувствительна к изменению тем-

пературы. Для исключения поляризации электродов измерение проводят на пе- ременном токе, В зависимости от метода взаимодействия с измеряемой средой кондуктометрические концентратомеры делятся на электродные и безэлектрод- ные.

Оптические методы. Нашли широкое применение в лабораторной прак- тике. Калориметрический метод основан на зависимости поглощения света, ко- торое проходит через контрольный раствор, его цвета в функции концентрации. Зависимость между интенсивностью света на входе и выходе из раствора опи-

сывается: I

=I0

×10-elC , где e - молярный коэффициент гашения, l - толщина

раствора, С - концентрация. Для регистрации величины I используют разные типы фотоэлементов с целью выделения спектра, который наиболее всего по- глощается раствором.

Измерение состава газовых смесей. Для измерения состава газовых смесей наибольшее распространение получили газоанализаторы, которые по- зволяют количественно оценить содержание измеряемого компонента в газо- вой смеси. Термокондуктометры основаны на том, когда теплопроводность

всех компонентов смеси, кроме анализируемой, одинакова, то общая теплопро- водность будет зависеть от концентрации определяемого компонента. Измери- тельная часть газоанализатора неуравновешенный мост, плечи которого обра- зованы одинаковыми ячейками. Каждая ячейка – цилиндрическая камера, по оси которой натянута платиновая нить. Платиновая нить одновременно являет- ся и нагревательным элементом и термометром сопротивления. Через две ячей- ки пропускают анализируемый газ, две другие заполнены чистым воздухом. Если компонента нет, то мост уравновешен, когда компонент появляется мост разбалансируется.