Cтраница 3
Аппаратура, основанная на манометрическом методе измерения потребления кислорода, обладая большими возможностями и точностью, вместе с тем сложна по конструкции. Более простыми являются респирометры, измеряющие концентрацию кислорода электрохимическим анализатором. Такие респирометры разработаны в ГДР, ЧССР и других странах. [31]
В течение последнего десятилетия использование электрохимических методов определения газов в жидкостях и газовых смесях и приборов на основе этих методов в промышленных, полевых и лабораторных условиях непрерывно увеличивалось. Это связано с тем, что электрохимические методы анализа легко поддаются автоматизации и большинство электрохимических анализаторов газов являются автоматическими приборами. Измеряемый параметр в электрохимических методах имеет электрическую природу, что позволяет непосредственно использовать выходной сигнал в системах автоматического регулирования и управления контролируемыми процессами. [32]
![]() |
Электрогидравлическая функциональная схема кислородомера Марк V. [33] |
Разработанный фирмой Кембридж ( Англия) Кислородомер Марк V - - автоматический стационарный анализатор, обеспечивающий непрерывные измерения микроконцентраций кислорода, растворенного в теплоносителе парогенераторных установок. Кислородомер Марк V, так же как и кислородомер Марк III, относится к электрохимическим анализаторам с газопередающей системой. [34]
![]() |
Схема амперометрического кислородомера ИКАР. [35] |
Для анализа микроконцентраций растворенного кислорода используются вольтамшерметр-ичес-кие ( амперометрические), кондукто-метрические и колориметрические методы. При концентрациях, составляющих мг / л, используется термокондуктометр ический метод. Вольтамперметряческие кислородо-меры относятся к электрохимическим анализаторам, принцип действия которых основан на измерении тока, протекающего через поляризованную электродную систему при наличии деполяризатора - кислорода. Теоретические основы этого метода измерения были подробно рассмотрены в § 16.9, поскольку метод используется также при анализе состава газов. [36]
На установке поочередно измеряется концентрация кислорода во всех колбах с предварительной аэрацией воды в них. Цикл работы устройства состоит из следующих операций: в колбу вводятся барботер и мешалка, проба аэрируется. Затем в склянку погружается датчик электрохимического анализатора кислорода и измеряется исходная концентрация кислорода, после чего колба герметично закрывается пробкой с гидрозатвором. Через заданный промежуток времени, обеспечиваемый программным устройством, колба снова подходит под операционно-измерительный узел, в нее погружается датчик с мешалкой и измеряется концентрация кислорода, установившаяся за заданный период. Измеренные концентрации кислорода в каждом цикле фиксируются с помощью многоканального потенциометра или печатающего устройства. [37]
На установке поочередно измеряют концентрацию кислорода во всех колбах, производя предварительную аэрацию воды в них. В колбу вводятся барбатер и мешалка, и производится аэрация пробы. Затем в склянку погружается датчик электрохимического анализатора кислорода, и измеряется исходная концентрация кислорода, после чего Колба герметично закрывается пробкой с гидрозатвором. Через заданный период времени, обеспечиваемый программным устройством, колба снова подходит под операционно-измерительный узел, в нее погружается датчик с мешалкой, и измеряется концентрация кислорода, установившаяся за заданный промежуток времени. Результаты измерения концентрации кислорода в каждом цикле фиксируются с помощью многоканального потенциометра или печатающего устройства. [38]
Система, построенная по схеме на рис. 75, работает следующим образом. При изменении количества загрязнений, поступающих со сточной жидкостью, концентрации активного ила и других параметров, меняется с в иловой смеси аэротенка. Изменение с, измеренное датчиком, преобразуется усилителем электрохимического анализатора - растворенного кислорода в пропорциональное напряжение и подается на блок сравнения электронного регулятора. [39]
Система, построенная по схеме на рис. 75, работает следующим образом. При изменении количества загрязнений, поступающих со сточной жидкостью, концентрации активного ила и других параметров, меняется с в иловой смеси аэротенка. Изменение с, измеренное датчиком, преобразуется усилителем электрохимического анализатора растворенного кислорода в пропорциональное напряжение и подается на блок сравнения электронного регулятора. [40]
Эта САР работает удовлетворительно ( она способна поддерживать концентрацию растворенного кислорода с колебаниями 1 мг / л от заданной) при условии, что ее звенья исправно функционируют. Подача кислорода с поддержанием заданного давления надежно реализована с использованием серийно выпускаемых приборов. Однако некоторые звенья, особенно анализатор растворенного кислорода, не обладают необходимой надежностью в длительном режиме работы. Стационарные электрохимические анализаторы кислорода, как отечественные, так и зарубежные, требуют постоянного высококвалифицированного обслуживания, которое трудно обеспечить силами заводских служб КИП. [41]
При использовании полимерных мембран следует принимать во внимание влияние еще двух факторов: количества растворенных солей и рН в анализируемой жидкости. Особенно большие сложности в измерении могут возникнуть из-за солевого состава. Концентрация кислорода понижается с увеличением концентрации солей. Однако электрохимические анализаторы с газопроницаемой мембраной на это изменение не реагируют и фиксируют концентрацию кислорода, соответствующую нулевому содержанию солей. [42]
При использовании полимерных мембран следует принимать во внимание влияние еще дбух факторов: количества растворенных солей и рН в анализируемой жидкости. Особенно большие сложности в измерении могут возникнуть из-за солевого состава. Концентрация кислорода понижается с увеличением концентрации солей. Однако электрохимические анализаторы с газопроницаемой мембраной на это изменение не реагируют и фиксируют концентрацию кислорода, соответствующую нулевому содержанию солей. [43]
Индикаторный электрод применяется во всех электрохимических системах и работающих на их основе анализаторах. Один из электрических параметров электрода должен изменяться пропорционально концентрации определяемого газа. В качестве индикаторных используются твердые металлические и жидкие ртутные электроды. В электрохимических анализаторах применяются в основном твердые электроды. Эти электроды стабильно работают в жидкостях, двигающихся со значительными скоростями, где ртутные капли и струи уносятся. Ртутные электроды нуждаются в постоянном пополнении очищенной ртутью, капилляр ртутных электродов в промышленных условиях легко выходит из строя. Ртутные электроды не могут работать в загущенных электролитах, в условиях тряски, вибрации, вращения, в которых твердые электроды вполне работоспособны. Кроме того, ртуть является весьма токсичным веществом. Однако ртутные электроды имеют ряд достоинств и применяются в научном эксперименте и в лабораторном полярографическом, кулонометрическом хронопотенциометрическом и других электрохимических методах анализа. [44]
Анализаторы состоят из компенсирующей камеры, через которую протекает с определенной скоростью проба воды, причем через пробу проходит в виде пузырьков инертный газ. Во время прохождения пузырьков в газовую фазу переходит такое количество кислорода, какое отвечает по закону Генри равновесному парциальному давлению. Это количество и определяется в анализаторе. Этот вид приборов имеет по сравнению с электрохимическими анализаторами то преимущество, что результаты определения не зависят от состава пробы и температуры. С другой стороны, этот вид приборов отличается сравнительно небольшой чувствительностью. Приборы этого типа выпускает в ФРГ фирма Хлоратор под названием Магнос. Они применяются для контроля за кислородом в сточных водах при их очистке. [45]