Реферат: Определение газового состава при помощи оптических датчиков - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Определение газового состава при помощи оптических датчиков

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 83 kb, скачать бесплатно
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

5 Тема реферата : "Оптическая обработка инфо рмации " В ст упление В данном р еферате обсуждаются датчики газового состава , то есть речь идет об обработке информаци и о составе газовой смеси . Важность анализ а газового состава сегодня не вызывает со мнений , поскольку она напрямую связана с о сновными про блемами современной цивилизации : экономией энергии , сырья , контролем качества , оптимизацией промышленных процессов , охраной окружающей среды , совершенствованием медико-биологи ческих методов и т.д. Датчики газового состава Датчики, предназначенные для определения химического сост ава газовой смеси , получили широкое распростр анение , связанное прежде всего с контролем за процессами горения в целях экономии энергии и сокращения загрязнения атмосферы . М ногие из новых датчиков газов о го состава предназначены для анализа газового состава горючих смесей или продуктов сго рания ; O 2 , СО , СО 2 , Н 2 О , SO 2 , SO 3 , NO x , CH x , и т . д. Характеристики датчиков газового состава также претерпевают заметную эволюцию : появляются новые датчики с более высок ой се лективностью , происходит их миниатюризация , приспо собление к измерению непосредственно в рабоче м объеме ; некоторые из них способны замени ть сложные и громоздкие анализаторы. Кислород в качестве объекта газового анализа занимает особое место : возможн ост и точного и быстрого анализа этого газа , предоставляемые сегодня некоторыми датчиками и , прежде всего , датчиками на основе тверды х электролитов , находят многочисленные применения в таких весьма различных областях челове ческой деятельности , как химическ а я промышленность , металлургия , сельское хозяйство , пищевая промышленность , медицина , биология , систем ы кондиционирования и контроля атмосферы в лаборатории . Применение таких датчиков все расширяется , стимулируя разработку новых специаль ных зондов для таки х газов , как Cl 2 , SO 2 , HCl, H 2 S, H 2 и т . п. Граница между "датчиками " и "анализаторами " в случае анализа газа является расплывча той . При ее определении используются три к ритерия : * возможность оперативног о использования в непрерывном или квазинепрер ывном р ежиме для контроля газовой сре ды либо определения ее физических параметров (температуры , давления , скорости циркуляции , со держания пыли и т.п .); * отсутствие необходимост и в использовании химических реагентов ; * невмешательство операто ра в каждое измерен ие (для отбора проб , поверки и т . д .). Эт о определение датчиков специально дается нест рого . Анализаторы , которые не рассматриваются как датчики газового состава , — это масс- спектрометры , анализаторы на основе хемолюминесце нции (ионизация газа под действием высок оэнергетического ультрафиолетового излучения ) и п риборы ядерного магнитного резонанса (ЯМР ). Возможна следующая классификация датчиков газового состава * электрохимические датчи ки на основе твердых электролитов ; * электрические датчики ; * катароме тры ; * парамагнитные датчики ; * оптические датчики. Да лее , следуя теме реферата , будет рассмотрен только один тип датчиков. Оптические датчики Физические принципы Поглощение эле ктромагнитного излучения молекулой газа мож ет привести не только к возбуждению элект рона , но также к изменениям колебательной энергии (колебания атомов относительно каждой химической связи ) и вращательной энергии (вращ ение всей молекулы или ее части ). Все э ти изменения энергии яв л яются ква нтованными . Возможны только определенные значения кинетического момента вращения или энергии колебаний , характеризующие так называемые ко лебательные и вращательные энергетические уровни. Поглощение видимого , ультрафиолетового и рентгеновского излу чений вызывает изменение электронной энергии молекул . Поглощение инфр акрасного излучения приводит к изменениям кол ебательных и вращательных состояний молекул. Эти эффекты используются в абсорбционной спектроскопии , которая является , следовательно , методом определения химического состава газа , поскольку получаемые спектры поглощения однозначно характеризуют его . Измерение инте нсивности электромагнитного излучения , поглощаемого газовой смесью , зависит от природы газа и позволяет , таким образом , определить к о нцентрацию данного газа в смеси . Согласно закону Бугера — Ламберта — Бера , доля ( I/I 0 ) интенсивности излучения , поглощ енного кюветой с газом , изменяется экспоненци ально с длиной кюветы l , концентрацией c газа и коэффициентом поглощ ения а : lg(I/I 0 )=alc. При менимость закона Бугера — Ламберта — Бера. Некорректное применен ие этого закона может привести к существе нным ошибкам . Закон справедлив только в то м случае , если излучение является монохромати ческим , что не выполняется в случае бездис персионных приборов . К роме того , коэффицие нт удельного поглощения а изменяется с используемой шири ной полосы , а изменение температуры анализиру емого газа приводит к смещению полосы пог лощения . Закон также не учитывает общего д авления и влияния непоглощающих газов , присут ствующи х в смеси. Для того чтобы устранить или учесть эти источники ошибок , наряду с другими неконтролируемыми факторами , такими , как изменение интенсивности излучения , изменение чувствительно сти детектора или загрязнение окон датчика , обычно используются приборы , работающие п о двухлучевой схеме. Модели Газы , анализ которых в промышленности осуществляется с использованием методов абсорбционной спектроскопии , перечислены в табл. 1. Таблица 1. Основные газы , анализ ируемые с помощью о птических излучений Длина волны , нм Рентгенов ское излучение 10 -2 10 УФ 10 5 10 2 Видимое 5 10 2 8 10 2 ИК 8 10 2 10 6 Основные анали зируемые газы H 2 S, газообразные кислоты O 2 , O 3 , SO 2 , NH 3 , Hg Cl 2 , ClO 2 , NO x , H 2 O H 2 O, CO, CO 2 , NO, N 2 O, NH 3 , SO 2 , SO 3 , алканы , алке ны Область Следовые количества — NH 3 , SO 2 , O 3 , Hg + + концен тра ций Высокие концентра ции + O 3 , SO 2 + + Анализаторы с использованием видимого и ультрафиолетового излучения. Пучок света , испускаемый лампой (о бычно ртутной ), монохроматизируется с помощь ю соответствующих фильтров. В некоторых приборах монохроматическое из лучение разделено на два пучка , направленные соответственно на кювету , через которую п родувается смесь анализируемых газов , и на другую кювету , содержащую газ сравнения (дву хлучевой спект рометр ). Интенсивности излучения на выходе детектируются и сравниваются с помощью фотоэлементов. В приборе другого типа (однолучевом сп ектрометре ) пучок света направляется на кювет у , через которую продувается смесь . После этой кюветы пучок света разделяетс я н а два пучка , проходящие через два фильтра , один из которых дает излучение , поглощае мое анализируемым газом , а другой — не поглощаемое . Сопоставление интенсивностей этих потоков света осуществляется с помощью фотоэл ементов. Рис . 1. Принципиальная схема инфракрасного б ездисперсионного двухлучевого спектрометра с пол ожительным фильтром. Анализаторы , использующие ИК-излучение. Дисперсионные или "монохроматизирующие " при боры используются для контроля процессов в промышленности очень редко ; обычно исполь зуют недисперсионные приборы , т , е . приборы без спектрального разложения . Хотя селективност ь этих приборов ниже , однако при промышлен ном использовании они имеют ряд преимуществ , таких , как луч ш ая чувствительнос ть , простота , надежность и меньшие эксплуатаци онные расходы. В варианте однолучевого прибора излучение от источника проходит через кювету с анализируемым газом , а затем — последовате льно через два обращающих фильтра , что поз воляет сопостав ить с помощью детектора поглощение для двух длин волн — одной , соответствующей пику поглощения для анализи руемого газа , и другой — отвечающей миним альному поглощению (последняя принята в качес тве стандарта ). Рис . 2. Принципиальная схема инфракрасного б ездисперсионного двухлучевого спектрометра с отр ицательным фильтром. Ан ализаторы на основе двухлучевой схемы более распространены . Различают приборы двух основ ных типов (рис . 1 и рис . 2): * анализаторы с положи тельным фильтром ; * анализаторы с отрица тельным фильтром. Анализаторы с положительным фильтром (рис . 1) снабжены р абочей кюветой А , через которую пропускается анализируемая газовая смесь (газ H , поглощающий в инфракрасн ой области спектра , и газ G , не поглощающий в этой о бласти ), и кюветой сравнения R , содержащей непоглощающий газ G . Кювет ы изготавливаются из меди или из позолоче нного либо посеребренного изнутри стекла . Они закрыты окнами , прозрачными для излучения (LiF, кварц , слюда , CaF 2 и др .). В состав детектора D , работающего п о дифференциальной схеме , входят две камеры , P и Q , заполненные газом Н и разделе нные мембраной М . Газ Н , содержащийся в камере Р , поглощает излучение н а определенных длинах волн , а газ , находящ ийся в камере Q , будет поглощать излучение на этих длинах волн тем меньше , чем больше доля газа Н в смеси , пропускаемой через кювету А . Нагрев и , следовательно , давление газа H в секциях P и Q детектора будут тем больше различаться , чем выше содержание газ а Н в смеси (положительный , фильтр ). Если анализируем ая смесь содержит газы , которые могут оказ ывать мешающее влияние (т . е . газы , полосы поглощения которых перекрываются с полосами анализируемого газа ), то ими заполняется ком пенсационная кювета F , через к оторую проходят два луча . Таким образом , обеспечивается режим , п ри котором изменение концентрации этих газов не влияет на процесс измерений. В анализаторах с отрицательным фильтром (рис . 2) излучение от источника направляется на кювету A , через которую про дувается анализир уемая газовая смесь ( G + H ), затем параллельно через кювету N , в которой циркулирует анализируемый газ H , и через компенсационную кювету F с газом , к оторый может оказать мешающее влияние , и , наконец , на приемник (аналогичный описанному в ыш е ), включенный в дифференциальную схему . В этом приборе разность давлений между секциями P и Q детекто ра будет тем меньше , чем выше концентрация газа Н в смеси (отрицательный фильтр ). Применение К настоящему времени достаточно раз работана только инфракрасная абсорбционная спектроскопия . Около 80% анализаторов этого типа используются в промыш ленности для определения СО и СО 2 и для контроля загрязнения окружающей среды . Эти анализатор ы менее распространены в сталелитейной промыш ленно сти по сравнению с масс-спектрометра ми , несмотря на высокую стоимость последних. Использование лазеров в качестве источник а монохроматического излучения получило широкое распространение в анализаторах , требующих оч ень высокой чувствительности , и в дистанци онном анализе без отбора проб (определ ение загрязняющих примесей ). Анализаторы , использующие УФ - или видимое излучение , применяются в промышленности знач ительно реже — в особых случаях , для которых не существует других простых методов анализа. Список литературы Аш Ж ., Андре П . и др . Датчики измерительных систем. Кулаков М.В . Технологические измерения и приборы для химических производств. Павленко В.А . Газоанализаторы. Тхоржевский В.П . Автоматический анализ хим ического состава газов. Оглавление Вступление Датчики газового состава Оптиче ские датчики Физические принципы Модели Применение Список литературы Оглавление
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Как только президент заявляет, что россияне скоро станут жить лучше, цены тут же подскакивают вверх. Очевидно, от радости за россиян…
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2017
Рейтинг@Mail.ru