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
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
- У нас с мужем на завтра намечен внеочередной День примирения и согласия.
- Это как?
- Едем в магазин. Я примеряю, он соглашается!
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru