Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
В основу работы магнитных газоанализаторов положены различные явления, связанные с взаимодействием определяемого компонента анализируемой (в общем случае многокомпонентной) газовой смеси с магнитным полем.
Газы, которые втягиваются в магнитное поле, называют парамагнитными, а те газы, которые выталкиваются из магнитного поля, — диамагнитными. Количественно магнитные свойства газов определяются величиной, называемой магнитной восприимчивостью. Эта величина для парамагнитных и диамагнитных газов описывается выражениями:
, (11.23)
, (11.24)
где и — объемные магнитные восприимчивости- парамагнитных и диамагнитных газов; сК— постоянная Кюри; μ — молекулярная масса; Р и Т — абсолютные давление и температура; R — универсальная газовая постоянная; χД —удельная магнитная восприимчивость диамагнитного газа.
Магнитная восприимчивость парамагнитных газов является положительной величиной, диамагнитных газов — отрицательной. Она обладает свойством аддитивности. Подавляющее большинство газов и паров являются диамагнитными. Парамагнитными свойствами обладают кислород и оксиды азота. Причем по абсолютному значению магнитная восприимчивость кислорода в 100 раз и более превосходит магнитную восприимчивость остальных газов и паров (кроме оксидов азота). Аномальные параметрические свойства кислорода используются для получения измерительной информации о его концентрации в многокомпонентных смесях газов и паров. Измерение концентрации кислорода с помощью магнитных газоанализаторов базируется на рассмотренном методе анализа псевдобинарных смесей (см. случай 3, § 11.1).
В настоящее время разработано много конструкций магнитных газоанализаторов для измерения концентрации кислорода. Наиболее распространенными являются термомагнитные газоанализаторы.
Рис. 11.3. Схема термомагнитного газоанализатора
На рис. 11.3 приведена схема термомагнитного газоанализатора. В его работе используется явление термомагнитной конвекции, сущность которого заключается в том, что при расположении в неоднородном магнитном поле проводника, нагреваемого электрическим током, за счет уменьшения магнитной восприимчивости кислорода, вызванного нагреванием [см. (11.23)], образуется движение газовой смеси, направленной от области большей напряженности магнитного поля к области меньшей напряженности.
Анализируемый газ поступает из блока подготовки 1 с постоянным объемным расходом в кольцевую камеру 3. По диаметру этой камеры установлена тонкостенная стеклянная трубка 4 с намотанными на ней терморезисторами теплового расходомера R1 и R2 (см. гл. 7). Если в анализируемом газе отсутствует кислород, то при горизонтальном положении трубки 4 поток газа через нее отсутствует.
Когда в анализируемом газе имеется кислород, он втягивается в магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом 2 около левого (на рисунке) конца трубки 4. Затем кислород нагревается терморезистором R1 до температуры выше точки Кюри (~80°С), при которой он теряет свои парамагнитные свойства, становится диамагнитным и выталкивается из магнитного поля (в направлении стрелки на рис. 11.3). Возникает «магнитный ветер» — поток газа, протекающий по трубке 4. Расход газа в трубке 4 измеряется тепловым расходомером. Разбаланс неравновесного моста 5, определяемый объемной концентрацией кислорода в анализируемом газе, измеряется и регистрируется потенциометром 6. Аналитическое устройство 7 анализатора термостатируется при температуре 45°С. Диапазоны измерений термомагнитного газоанализатора от О—1 до 0—100% об.; классы точности 2,5—5 (в зависимости от диапазона измерений), время реакции 120 с.
Дата публикования: 2015-01-23; Прочитано: 1069 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!