Готовимся к экзамену по автоматизации химических процессов

Приборы для определения состава и физикохимических свойств веществ (термокондуктометрические, магнитные, хроматографические газоанализаторы, плотномеры, вискозиметры).

Управление технологическими процессами только по таким параметрам, как давление, уровень, расход и температура, часто не гарантирует получение продуктов требуемого качества. Во многих случаях необходим автоматический контроль состава и свойств вырабатываемых продуктов. Приборы для такого контроля – это автоматические анализаторы влажности, вязкости, концентрации, плотности.Многообразие анализируемых веществ и широкий диапазон их составов и свойств обусловили производство автоматических приборов с чрезвычайно разнообразными методами анализа. Приборостроительная промышленность выпускает разнообразные автоматические анализаторы: плотномеры, вискозиметры, газоанализаторы, влагомеры, хроматографы и.т.д.

Измерение плотности. Измерение плотности является одним из методов, позволяющих непосредственно в процессе производства определять такие свойства жидкостей, как концентрация кислот и щелочей, состав пульп и.т.д.Для измерения плотности жидкостей чаще всего применяют буйковые, весовые, гидростатические и радиоизотопные плотномеры.В зависимости от типа промежуточного преобразователя плотномер может иметь электрический или пневматический унифицированный выходной сигнал.Действие гидростатического плотномера основано на том, что давление, создаваемое столбом жидкости постоянной высоты, пропорционально ее плотности. Для измерения плотности таким способом нет необходимости поддерживать постоянный уровень измеряемой жидкости в емкости. Достаточно применить в качестве измерительного устройства дифманометр. Применение в гидростатических плотномерах в качестве измерительного устройства дифманометра позволяет использовать их в емкостях с избыточным давлением.

Измерение вязкости. Вязкость – один из показателей качества горючесмазочных материалов, красок, синтетических смол. Например, в производстве полимеров и различных продуктов на их основе вязкость служит важнейшим технологическим параметром, так как по ее величине можно оценить молекулярную массу и концентрацию вещества, а также его структуру в расплаве или растворе.

Вязкость - это способность вещества оказывать сопротивление перемещению в нем кокого-либо тела. Если вещество само движется относительно тела, то возникает сопротивление его движению (этим объясняется гидравлическое сопротивление трубопроводов).Для измерения вязкости применяют вибрационные и ротационные вискозиметры.Принцип действия ротационных вискозиметров основан на измерении сопротивления, которое оказывает жидкость вращению погруженного в нее тела. Это сопротивление растет с увеличением вязкости жидкости.

Измерение влажности. Влажность газов, жидкостей и твердых материалов – один из важных показателей в технологических процессах. Влажность газов, например, необходимо измерять в сушильных установках, при очистке газов, при кондиционировании воздуха.

Влажность – физический параметр смеси газа и водяного пара; мера влажности – доля водяного пара, содержащегося в этой смеси.Влажный воздух является смесью сухого воздуха и водяного пара. Влажность воздуха оценивается абсолютной влажностью, влагосодержанием, температурой точки росы, относительной влажностью и энтальпией (теплосодержанием).Влажность газов в технологических процессах обычно измеряют психрометрическим методом. Действие психрометрических влагомеров основанно на измерении двух температур: температуры сухого термодатчика, помещенного в анализируемый газ, и температуры мокрого термодатчика, завернутого в чулок из влажной ткани, конец которого опущен в воду. Достоинствами датчиков влажности психрометрического типа можно считать малые инерционные свойства и достаточную точность при соблюдении определенных условий.Большим недостатком датчиков психрометрического типа является сложность конструктивного устройства.Для измерения влажности жидкостей применяют как специальные влагомеры так и приборы, измеряющие какое-либо свойство жидкости, если оно связано с ее влажностью.

Существуют автоматические и переносные газоанализаторы. Автоматические газоанализаторы выполняют в виде показывающих и самопишущих приборов с дистанционной передачей показаний на блочный щит управления и применяют для непрерывного анализа газов в промышленных установках. Переносные газоанализаторы, отличающиеся большей точностью измерений, используют при испытаниях и наладке котлоагрегатов, а также при поверке автоматических газоанализаторов. Воспроизведение единиц измерения концентрации компонентов газовых смесей осуществляется на основе эталонных газовых смесей. Большинство промышленных газоанализаторов предназначено для измерения концентрации одного из компонентов газовой смеси, при этом используется то или иное физико-химическое свойство газа, отличающее его от других газов в смеси. Газоанализаторы в отличие от обычных измерительных приборов представляют собой более сложные средства измерений, относящиеся к измерительной установке. Они содержат кроме измерительного преобразователя ряд вспомогательных устройств, обеспечивающих отбор, подготовку и транспортирование пробы газа в прибор.

Электрические методы анализа газов. Большое распространение получили электрические методы анализа газов, которые в зависимости от используемых физико-химических явлений и свойств газов подразделяются на следующие группы:электрические(кондуктометрический,кулонометрический,потенциалометричский);электрофизические(тепловой,магнный,емкостный);ионизационные;спектрометрические.Действие электрических газоанализаторов основано на поглощении отдельных компонентов исследуемой смеси газов при пропускании ее через определенные реактивы и образовании электролита. Электрическая проводимость электролита возрастает по мере повышения концентрации растворенных в нем веществ.Кондуктометрический метод определения концентрации газов основан на измерении электрической проводимости раствора, с которым реагирует определяемый компонент анализируемого газа.

Тепловой метод измерения. Тепловые методы основаны на измерении различной теплопроводности компонентов, входящих в анализируемую газовую смесь. Приборы, основанные на этом методе измерения – катарометры, особенно пригодны для анализа содержания газов Н2, Не, СО2, SO2, так как они значительно отличаются по теплопроводности от других газов, а также для измерения вакуума, при определении абсолютной концентрации газов безотносительно к их составу.

Магнитный метод измерения. Магнитный метод широко используется для измерения концентрации кислорода в газовых средах. Рассмотрим приборы, в основу которых положен данный метод измерения.

Принцип действия термомагнитных газоанализаторов основан на различной магнитной восприимчивости газов. Наибольшей способностью к намагничиванию в магнитном поле среди газовых продуктов сгорания обладает кислород, относящийся к парамагнитам. С повышением температуры магнитная восприимчивость у кислорода снижается. Эта особенность используется в термомагнитных газоанализаторах – кислородомерах.

Вы здесь: Home Автоматизация Готовимся к экзамену по автоматизации химических процессов