Фотоколориметрические газоанализаторы

Принцип их действия основан на изменении цвета определенных веществ, при их реакции с анализируемым компонентом газовой смеси.

В автоматических фотоколориметрических жидкостных газоанализаторах, как правило, применяют дифференциальные схемы, обычно с двумя фотоприемниками. Газоанализаторы, в которых концентрацию растворенного вещества определяют по интенсивности окраски, могут быть выполнены с периодической и непрерывной подачей абсорбента и газа равными порциями через равные промежутки времени. Однако в настоящее время жидкостные фотоколориметрические газоанализаторы не нашли широкого применения.

Кроме того, окрашенная лента может служить документальным свидетельством изменения концентрации определяемого компонента в газе. Однако из-за неоднородности поверхности ленты и некоторых других факторов погрешность ленточных газоанализаторов выше погрешности жидкостных. На рис. 1 показана измерительная схема ленточного газоанализатора.

Рисунок 1. Измерительная схема ленточного фотоколориметрического газоанализатора: 1 – источник излучения; 2 – индикаторная лента; 3 – светофильтр; 4 – фотоприемники; 5 – газовая камера; 6 – дифференциальный усилитель; 7 – индикаторное устройство

Принцип его действия основан на сравнении светового потока, отраженного от окрашенного в результате химической реакции пятна на ленте, с эталонным световым потоком. При выявлении возможности применения такого газоанализатора для различных газов определяющим является подбор индикаторного раствора, вызывающего цветную реакцию при взаимодействии с анализируемым компонентом. Луч света от источника излучения 1 проходит через светофильтр 3, газовую камеру 5 и, отражаясь от цветового пятна на ленте 2, попадает на фотоприемник 4ʹ. Такой же световой поток, отражаясь от ленты, попадает на фотоприемник 4. Затем сигналы от фотоприемников поступают в усилитель 6 и далее – в блок анализа и обработки информации 7.

При отсутствии в смеси определяемого компонента световые потоки равны, равны и силы тока фотоприемников, индикатор показывает ноль. При окраске ленты равновесие фотоэлектронной схемы нарушается, и на индикаторном устройстве отображается концентрация определяемого компонента в газовой смеси. Время работы ленточных газоанализаторов без замены ленты достигает 30 суток и более. Источниками излучения в фотоколориметрических газоанализаторах обычно являются лампы накаливания и полупроводниковые светодиоды, фотоприемниками – фотоумножители, фотоэлементы, фотодиоды и фототранзисторы. Эти приборы позволяют с высокой избирательностью определять различные газообразные (парообразные) вещества в диапазоне концентраций 10–5 % – 1 %.

На рис. 2 показан внешний вид промышленного ленточного газоанализатора и кассетных преобразователей с бумажной лентой. Каждому измеряемому компоненту соответствует свой тип ленточного кассетного преобразователя, селективного к данному компоненту. При установке кассетного преобразователя в газоанализатор автоматически происходит настройка на измерение соответствующего компонента.

Рисунок 2. Промышленный ленточный газоанализатор

Измеряемые компоненты: N02, Cl2, H2S, HCl, NH3, Н N2H4, О3, S02. Показания прибора отображаются одновременно на двух дисплеях – блока датчика и блока питания. Емкость кассеты с индикаторной лентой составляет не менее 2 500 циклов измерения.