в) концентрацию всех трех компонентов

 

                                                                                                                                              Таблица 1

 

СОДЕРЖАНИЕ  ОТЧЕТА

 

1. Газовая и  электрическая схемы хроматографа.

2. Хроматограмма,  полученная в результате анализа  неизвестного газа.

3. Результаты  обработки хроматограммы: количество газов в смеси, их название и концентрация,

    чувствительность  детектора и ВЭЭТ для каждого  компонента.

 
 
 
 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Принцип действия  и назначение хроматографических  газоанализаторов.

2. Хроматографические  колонки и их роль в анализе  газовых смесей.

3. Типы детекторов, их достоинства и недостатки.

4. Расшифровка  хроматограмм.

5. Определение  чувствительности хроматографа.

6. Калибровка  хроматографических газоанализаторов.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Мак-Нейр, Бонелли.  Введение в газовую хроматографию. - М., Мир, 1970.

2. Фроловский П.А. Газовая хроматография. – М., Недра, 1969.

3. Хроматограф  лабораторный ЛХМ-8МД. Техническое  описание и инструкция по эксплуатации

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Федеральное агентство по образованию

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"ВЛАДИМИРСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ''

 
 
 
Кафедра «Автоматизация технологических процессов»

 
 
 
 

      Лабораторная  работа №4

      Поверка волоконно-оптического  мутномера типа АОМ-202.

 

по дисциплине «Технические измерения и приборы»

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил  ст. гр. Зау-109

Никитин Е.А.

Проверил  Асс. каф. АТП

Шлегель А.Н.

Владимир 2011 г.

 

1. Цель  работы.
1. Изучение назначения, принципа действия, конструкции и технических характеристик волоконно-оптического мутномера.
2. Освоение методики его поверки.

 

2. Задание.

      Провести  поверку волоконно-оптического мутномера  АОМ-202, сделать вывод о пригодности мутномера к эксплуатации.

 

3. Физические  основы оптических анализаторов жидкостей.

      Оптические  анализаторы жидкостей предназначены  для контроля качества пищевых продуктов. Значение сигнала измерительной информации зависит от взаимодействия потока излучения с анализируемой жидкостью.

      Широкое распространение получили немонохроматические  анализаторы, использующие излучение, охватывающее весь или часть  спектра, среди них: калориметрические, рефрактометрические, поляриметрические, турбидиметрические, нефелометрические.

      Нефелометрические и турбидиметрические анализаторы  предназначены для измерения концентрации нерастворенных взвешенных частиц в прозрачных жидкостях и газах (в отфильтрованных винах, пиве, сусле, соках,). взвешенными частицами.

        В литературе основной законоптических  методов анализа жидкостей носит  название закон Ламберта –  Бугера – Бера. При прохождении  световой волны через вещество, содержащее растворенные или нерастворенные взвешенные частицы, часть энергии затрачивается на возбуждение колебаний электронов, которые переходят во внутреннюю энергию вещества. Поэтому интенсивность света уменьшается и свет поглощается.

      Экспериментально  Бугером установлено, что интенсивность света при прохождении через вещество убывает по экспоненциальному закону

      

 

      где I_o; I – интенсивность света на входе и выходе из поглощающего слоя;

      k – коэффициент поглощения;

      k = c × С – для жидкостей

      c – показатель поглощения раствора единичной концентрации, м²/моль

          - толщина слоя, м

      С – мольная концентрация взвешенных частиц, моль/м³

      Теоретически  процесс поглощения был выведен  Ламбертом, а для растворов исследован Бером. Для растворов было получено следующие соотношение:

      I = I₀ ´ 10 ^–clC

       Разделив  правую и левую часть на I₀ и прологарифмировать обе части, получаем

 
 

      Величину  c l C   называют оптической плотностью и обозначают

      D = c l С .

        Т.о.  оптическая плотность определяется  отношением интенсивности света  на входе и выходе из поглощающего слоя

 

       По величине оптической плотности  определяют концентрацию взвешенных частиц..

 

4. Мутномер  волоконно-оптический АОМ – 202

      4.1 Назначение и блок  схем мутномера.

      Мутномер  АОМ – 202 предназначен для определения  оптической плотности сред со взвешенными частицами в диапазоне 0 – 1,5 и для управления сепараторами в производстве белково – витаминных концентратов.

      Блок  – схема мутномера представлена на рис. 2.1

      

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Импульсы  генератора (1) питают светодиод VD1, ИК - импульсы которого попадают на оптрод (2)  с анализируемой средой. Пройдя его они вызывают импульсы фототока в фотодиоде VD2. Свет, отраженный от входного торца волоконно-оптического жгута 3 вызывает импульсы фототока в фотодиоде VD3. Т.о. на логорифматор (4) поочередно подаются измерительный и опорный импульсы фототока:

      U_изм - пропорциональный интенсивности света, прошедшего через исследуемый образец и

      U_оп – пропорциональный интенсивности света, отраженному от торцов оптрода.

      В свою очередь на выходе логарифматора формируется последовательность импульсов в момент времени t₁ и t₂

      U(t₁) = lg U_изм; U(t₂) = lg U_оп

       ЦАП 5 формирует  непрерывный сигнал оптической плотности

       

 

        который поступает на АЦП 6 с цифровой индикацией и устройство деления 7, формирующее выходной унифицированный сигнал постоянного тока 0…5 мА для дистанционной передачи сигнала оптической плотности на периферийные устройства (контроллер, ПК).

      Результат не зависит от колебаний источника  света, температурной погрешности, а зависит только от пропускания измеряемой среды.

 
 

      4.2. Конструктивные особенности.

      Органы  управления и индикации.

      Мутномер  представляет собой измерительную  систему, состоящую из оптико-электронного блока, оптрода (проточного или лабораторного) и световодных жгутов.

      Оптрод  лабораторный (рис 2.2) представляет собой пластмассовый корпус (1), в торцах которого установлены  линзы (2), обеспечивающие параллельный световой поток в измеряемой среде, помещаемой в стеклянных кюветах (3). Световой жгут (4) длинной 0,7 м  фиксируется в разъемах гайками 5. Лабораторный оптрод предназначен для лабораторных исследований.

 

      

 
 
 
 
 
 

      Проточный оптрод представляет собой сварной  корпус, закрепляемый в непосредственной близости от места отбора анализируемого раствора, который подается и отводится в исходную емкость через штуцер. Световодные жгуты, закрепленные в разъемах, имеют длину 10 м. Проточный оптрод служит для непрерывных автоматических измерений в потоке.

      Оптико-электронный  блок (рис. 2.3) предназначен для щитового монтажа. Устройство индикации представляет собой четырехразрядное цифровое табло. На передней панели имеется кнопка «ВКЛ» для подключения к сети; кнопка АВТО «О» для установки на цифровом табло начальных значения оптической плотности; светодиод «Авария» для сигнализации о загрязнении кюветы или оптики оптрода. На задней панели расположены оптические разъемы для подключения оптродов (1), сетевой шнур (2), предохранитель (3), клемма заземления (4) и штепсельный разъем ВЫХОД для настройки внешних устройств и выхода унифицированного сигнала постоянного тока 0 – 5 мА.

 

      

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Порядок выполнения работы.

      Поверка – это определение погрешности  средств измерения с целью  установки пригодности его к эксплуатации. Поверка мутномера сводится к проверке значений оптической плотности контрольных светофильтров.

1. Включить мутномер нажатием кнопки ВКЛ на лицевой панели, дать прогреться в течение 10 минут.
2. Нажатием кнопки АВТО «О» добиться показания мутномера в диапазоне   от –0,01 до + 0,01 (желательно от –0,002 до +0,002).
3. Установить последовательно светофильтры, №8, 9, 10, для каждого из них провести по 5 измерений оптической плотности. Результаты занести в таблицу 2.1.