Ультразвуковые газоанализаторы

На изменении скорости прохождения ультразвуковых коле­баний через анализируемую газовую смесь основан ряд газоанализаторов.

Скорость распространения ультразвуковых колебаний определяется по формуле

Ультразвуковые газоанализаторы - student2.ru ,

где ρ – плотность среды;

βад – адиабатическая сжимаемость.

В заключение следует отметить, что для определения концентрации газовых смесей в мясной и молочной промышленности применяются приборы общепромышленного назначения. Специальные приборы для этих целей отсут­ствуют, да и в их разработке нет необходимости.

Глава 7. ОПТИЧЕСКИЕ АНАЛИЗАТОРЫ ВЕЩЕСТВ

Для контроля качественного и количественного состава в основном жидких пищевых продуктов нашли применение оптические анализаторы. Современные оптические анализаторы подразделяются на монохроматические (с излучением определенной длины волны) и немонохроматические (с потоком интегрального излучения, охватывающего весь спектр или часть его).

Наибольшее распространение получили немонохроматические ана­лизаторы, которые обладают достаточной чувствительностью и избира­тельностью и простотой исполнения. Различают анализаторы: колориметри­ческие, нефелометрические, турбидиметрические, рефрактометрические и поляризационные.

Из монохроматических анализаторов нашли применение люминес­центные и инфракрасной спектроскопии.

Колориметры.

Колориметрические фотометрические анализаторы жидкости основаны на изменении светового потока в видимой области спектра при его прохождении через анализируемую жидкость. Количественные соотношения между интенсивностью прошедшего через жидкость светового потока и концентрацией анализируемого вещества определяются за­коном Ламберта–Бера.

Ламбертом была установлена зависимость поглощения светового потока от толщины слоя вещества:

Ф=Фо∙еl ,

где Ф - поток излучения, прошедшего через вещество;

Фо – поток излучения, входящий в вещество;

к – коэффициент поглощения (зависит от природы вещества и длины волны λ);

l - толщина слоя вещества.

Бером была установлена зависимость коэффициента к от концентра­ции вещества С :

к=ελ∙С ,

где ελ - коэффициент поглощения на определенной волне λ.

Таким образом, объединенный закон Ламберта – Бера можно выразить в следующем виде:

Ф = Фо е- ελСl ,

или, вводя понятие оптической плотности вещества Dλ, можно записать:

Dλ =lnФоλ/Фλ= ελСl .

Осуществляя измерения на двух длинах волн λ1 и λ2 и используя полученные соотношения, можно определить концентрацию анализируемого вещества в растворе:

С=(D λ2 – D λ1)/( ελ2 –ελ1 )l .

Для l=const и Δε= ελ2 –ελ1 =сonst :

С=к(D λ2- D λ1)=к(lnФоλ2- lnФλ2- lnФоλ1+ lnФλ1).

Обозначим lnФоλ2- lnФλ2 = lnФоλ2оλ1= А, тогда

к= (А- lnФλ2/ lnФλ1).

Таким образом, искомая концентрация:

С=f(Ф λ1- Ф λ2).

Ультразвуковые газоанализаторы - student2.ru Обычно фотоколориметры работают в широкой области спектра. Для регистрации интенсивности световых потоков применяются различные типы фотоэлементов, фотосопротивлений, фотоумножителей. Для этих приборов закон Ламберта–Бера можно записать следующим образом:

ln I0 /I=ελCl ,

где I0 и I - фототоки, вызванные световыми потоками Ф0 и Ф.

Ультразвуковые газоанализаторы - student2.ru Для анализа жидкостей применяют одноканальные и двухканальные схемы измерений. Оптическая часть одноканального фотоэлектронного колориметрического анализатора жидкости (рис. 7.1) состоит из осветителя 1; коллиматора 2, служащего для создания параллельного пучка света; светофильтра 3 ; кюветы 4, в которой находится контролируемый раствор; фотоэлектрического прибора 5 и измерительного прибора 6, шкала которого градуируется в единицах концентрации анализируемого вещества.

В двухканальном фотоколориметре (рис. 7.2) используется компенсационный метод. Световой поток от источника 1 через коллиматор 2, обтюратор 3 (вращающийся диск) поперемен­но направляется на рабочую кювету 4 и сравнительную (через зеркало 13) кювету 12. Световой поток, прошедший через рабочую кювету, направляется на фотоэлемент 7 зеркалами 5 и 8. При равенстве потоков сигнал, поступающий от фотоэлемента, отсутствует. В случае отклонения концентрации от номи­нального значения сигнал разбаланса от фотоэлемента 7 усиливается в блоке 6 и воздействует на реверсивный двигатель 10, связанный с оптическим клином 9 и стрелкой показывающего прибора 11.

Современные автоматические фотоэлектронные колориметры

Ультразвуковые газоанализаторы - student2.ru ФКЖ, АФК, ФК и другие обеспечивают точность измерения в пределах 1–15 %.

Ультразвуковые газоанализаторы - student2.ru

Наши рекомендации