Единицы физических величин. 11 страница

Поверка промышленных стеклянных электродов производится по буферным растворам в комплекте с образцовым электродом сравнения.

Для проверки измерительного преобразователя и его настройки используются высокоомные потенциометры и имитаторы электродной системы.

Рассмотренные выше измерительные преобразователи могут работать в комплекте с мембранными электродами ЭМ, селективными к ионам Mg²⁺ Са²⁺, К⁺, С1^–, Вr^–, I^–, CN^–, ОН^–. Ионоселективными функциями по отношению к Na⁺ обладают электроды из натриевого стекла, для подавления их водородной функции в анализируемый раствор вводится буферный аммиачный раствор, стабилизирующий рН. Отечественный определитель натрия pNa-201 имеет диапазон измерения 8,36–5,36 pNa или 0,1–100 мкг/кг Na⁺, погрешность составляет ±0,15 pNa.

Для измерения окислительно-восстановительного потенциала (еН) раствора применяются инертные металлические электроды, на поверхности которых не протекают электродные реакции, а осуществляется лишь контакт с раствором. В отечественных еН-метрах в качестве рабочего электрода используется тонкослойный платиновый электрод, а в качестве электрода сравнения – хлорсеребряный. Поскольку при одинаковых окислительно-восстановительных свойствах еН зависит от рН раствора, обычно измерение первого показателя ведется параллельно с измерением второго.

Лабораторные потенциометрические преобразователи, называемые иономерами, являются универсальными приборами, они снабжаются комплектом ионоселективных электродов, позволяющих производить измерение кон-дентрации перечисленных выше ионов. К числу таких приборов относятся иономеры универсальный лабораторный В-741, лабораторные И-115, И-120 и переносной И-102.

3.6. Оптический метод анализа состава жидкостей.

В оптических анализаторах жидкостей используется связь между параметрами оптического излучения и составом анализируемой жидкости. В общих чертах основы оптического метода анализа рассмотрены в выше. Для анализа состава жидкостей чаще используются рассмотренные ниже следующие разновидности оптического метода: колориметрический, пламенно-фотометрический, турбидиметрический и нефелометрический.

Колориметрические анализаторы.

В колориметрических анализаторах концентрация определяемого вещества измеряется по поглощению излучения в видимой части спектра анализируемым раствором. Поскольку для измерения излучения используются различные виды фотоэффекта, анализаторы называются фотоколориметрическими или фотоколориметрами.

В большинстве случаев фотометрируемый окрашенный раствор получается в результате вспомогательной химической реакции, которая обеспечивает избирательное изменение окраски раствора и ее интенсивности в зависимости от концентрации определяемого компонента, при этом в растворе не должно образовываться взвешенных частиц.

В оптический канал между источником излучения и фотоэлементом окрашенный раствор вводится кюветой, выполненной из стекла и обладающей пренебрежимо малыми потерями светового потока из-за поглощения и отражения. Для истинных растворов ослабление излучения на выходе кюветы определяется законом Ламберта – Бера, рассмотренным выше. Оптическая плотность раствора D_λ, как и газа, зависит от коэффициента спектрального поглощения ε_λ, длины кюветы L и концентрации измеряемого компонента с, определяющей интенсивность окраски раствора:

I_λ = I_0λ = I_0λ ,

где I_λ, I_0λ – интенсивность монохроматического излучения на выходе и входе кюветы.

Если длина кюветы выражается в сантиметрах, а концентрация в г-моль/л, то коэффициент ε_λ в уравнении называется молярным коэффициентом поглощения. Чем выше ε_λ, тем меньшие концентрации компонентов могут быть измерены этим методом. В идеальном; случае ε_λ не зависит от концентрации определяемого компонента, т. е. оптическая плотность D_λ линейно растет с увеличением концентрации. Однако в реальных условиях в результате химических реакций между окрашенными частицами и молекулами растворителя наблюдаются отклонения от закона Ламберта – Бера, чаще в сторону снижения молярного коэффициента поглощения. Эти отклонения обусловили необходимость экспериментального определения градуировочной характеристики, связывающей оптическую плотность раствора с концентрацией определяемого компонента.

В качестве лучеприемников в фотоколориметрах используются фоторезисторы, фотоэлементы с внешним и внутренним фотоэффектом, фотоумножители. Их подбирают так, чтобы максимум спектральной характеристи-лучеприемника совпадал с экстремумом коэффициента спектрального поглощения анализируемого раствора или был близок к нему. При проведении колориметрического анализа различают чувствительность фотометрической реакции и чувствительность метода в целом. Первая зависит от выбора реактива и условий реакции, вторая определяется средствами и способом измерения оптической плотности, условиями приготовления реактивов, наличием мешающих примесей. Полнота перевода определяемого вещества в окрашенный комплекс зависит от рН раствора, поэтому контроль часто осуществляется при приготовлении рабочего раствора. В выпускаемых в настоящее время отечественных и зарубежных фотоколориметрах используются различные варианты одно- и двухканальных оптических систем.

Автоматические фотоколориметрические приборы являются сложными устройствами периодического действия. Они содержат значительное число электрических клапанов, микронасосы, включаемые по команде программного управляющего устройства. Однако благодаря высокой разрешающей способности и универсальности они получают все более широкое распространение для избирательного измерения микроконцентраций различных веществ, находящихся в растворах.

К числу фотоколориметрических приборов относятся автоматические кремнемеры, жесткомеры, фосфатомеры, измерители растворенного в воде кислорода, хлора и др.

Схема автоматического кремнемера.

На рис. представлена схема автоматического кремнемера АВ-211, предназначенного для измерения концентрации ионов SiO₃^2– и используемого на тепловых и атомных электрических станциях при контроле качества химически обессоленной воды. Кремнемер содержит несколько блоков: гидравлический 1, фотометрический с двухканальной оптической системой 2, управления 3, усилительный 4. В комплект кремнемера входит потенциометр 5, нормирующий преобразователь 6, осуществляющий преобразование изменения сопротивления в токовый унифицированный сигнал, измеряемый вторичным прибором ВП – автоматическим миллиамперметром КСУ-2, отградуированным в мкг/кг SiO₃^2–.

В кремнемере анализируемая вода поступа­ет в сосуд постоянного уровня 7 через вход­ной регулирующий вентиль 8. Под постоянным напором вода попадает в дозатор 10 при открытом электромагнитное " клапане "9. К ли­нии подачи воды через запорные вентили под­ключены бачки 11, в которых находятся стандартные растворы: «нулевой» и с макси­мальной концентрацией определяемого компо­нента. В сосудах 12 находятся молибдат ам­мония, серная кислота и восстановитель. В смесителе 13 образуется реагентный раствор, меняющий свою окраску и ее интенсивность в присутствии ионов SiQ|~~ Блок фотометра 2 включает измерительную кювету 14, источник света 15, линзы 16, светофильтры 17, приз­му 18, фотодиоды 19, 20, оптический клин 21, перемещаемый реверсивным двигателем 22. Процесс измерения распадается на две ста­дии. Во время первой производится установка нуля и осуществляется балансировка оптической системы при наличии «нулевой пробы» в измерительной кювете. При выполнении этой стадии по команде от блока управления 3 все три реактива, находящиеся в сосудах 12, и «нулевой» раствор из сосуда 11 поступают в дозаторы 10. Затем в смесительную камеру сливаются молибдат аммония и серная кисло­та, тщательно перемешиваются в течение не­скольких минут, после чего к ним добавляется доза «нулевого» раствора, а затем восстанови­тель. После перемешивания и образования кремнемолибденового комплекса раствор сли­вается в измерительную кювету. При выполне­нии этой стадии к выходу усилителя 4 под­ключен реверсивный двигатель 22, который балансирует измерительную схему путем пе­ремещения оптического клина 21.

Благодаря проведению этой операции кор­ректируется влияние загрязненности кюветы и несимметрии характеристик фотоэлементов. После установки нуля раствор из кюветы сли­вается.

При переходе к стадии измерения одновре­менно с молибдатом аммония и серной кисло­той в смеситель 13 вводится анализируемый раствор, а через несколько минут восстанови­тель. После перемешивания раствор поступает в измерительную кювету 14. В процессе изме­рения реверсивный двигатель отключается от оптического клина. Усиленный сигнал небаланса, пропорциональный оптической плотности раствора, измеряется потенциометрическим устройством 5 со вевроенным реостатом и пре­образуется в изменение сопротивления, его значение сохраняется до следующего цикла из­мерения. С помощью преобразователя ПТ-ТС-68 изменения сопротивления преобразу­ются в унифицированный токовый сигнал. Цикл измерения, включающий обе стадии, в кремнемере АВ-211 продолжается 30 мин. Диапазон измерения кремнемера составляет О—60 и 0—500 мкг/кг SiOf"", предельная при­веденная погрешность ±7 %• Расход каждого из реагентов — по 0,5 л/сут, расход пробы 300 мл/мин.

К числу фотоколориметрических приборов относится жесткомер АВ-210, предназначенный для измерения ми­кроконцентраций ионов кальция и магния. В качестве вспомогательной реакции используется реакция между ионами Са²⁺ и Mg²+ с хромом темно-синим в присутствии боратного буфер­ного раствора. В результате реакции проба приобретает красную окраску. Поскольку используемые в приборе реактивы характеризуются высокой чистотой, отсутствует необходимость введения коррекции на колебания оп­тической плотности реагента. В жест-комере используется одноканальная оптическая система, в качестве луче-приемника применяется фотоумножи­тель. Выходные элементы у жесткоме-ра АВ-210 те же, что и у кремнемера АВ-211: автоматический потенцио­метр КПП, нормирующий преобразо­ватель ПТ-ТС-68. Диапазон измерения жесткомера АВ-210 составляет 0— 30 мкг-экв/кг, предельная погрешность равна +7 %, расход пробы до 400мл/ /мин, расход каждого из реагентов 0,5 л/сут, продолжительность цикла 6 мин.

К числу наиболее чувствительных анализаторов жидкостей относятся пламенно-фотометрические приборы. Их принцип действия основан на спо­собности возбужденных атомов излу­чать в определенной части спектра. Поскольку спектр излучения зависит от строения атомов или молекул, этот метод обла'дает высокой специфично­стью и чувствительностью. Количест­венная связь между интенсивностью спектральных линий /_э и концентра­цией вещества с определяется уравне­нием Ломакина — Шейбе

/_э = ac^d, lg/_a = lga + dlgc, где a, d — коэффициенты, зависящие от характеристик источника света и исследуемого вещества.

Градуировочная характеристика оп< ределяется экспериментально по стан< дартным растворам, близким по соо таву к анализируемым. Воспроизводи' мость градуировочной характеристики зависит от тщательности соблюдения условий измерения.

Для возбуждения атомов и молекул: могут использоваться дуга, искровой разряд, пламя. Атомы щелочных ме­таллов имеют низкий потенциал воз­буждения, поэтому при их анализе применяют пламя, что обеспечивает также простоту анализируемого спек­тра. В пламенной фотометрии исполь­зуются различные газы: ацетилен, во­дород, пропан, бутан.

Чувствительность метода в значи­тельной степени зависит от температу­ры пламени, определяющей степень возбуждения атомов. В качестве изме­рительных элементов используются фотоумножители. Этот метод обладает большой чувствительностью по отно­шению к атомам щелочных металлов, превышающей чувствительность дру­гих химических методов.

Турбидиметрические и нефелометри-ческие анализаторы. Принцип дейст­вия турбидиметрических¹ и нефело-метрических приборов основан на из­мерении ослабленного или рассеянно­го излучения взвешенными частицами, находящимися в жидкости.

При прохождении светового потока /о через раствор, содержащий взве­шенные частицы, поток ослабляется за счет поглощения его раствором и час­тицами. Если пренебречь поглощением потока растворителем, то между све­товым потоком /о на входе анализиру­емого раствора и потоком / на его вы­ходе существует следующее соотно­шение:

lg A. = kcbd^s/(d* + ab«),

где с, d — концентрация взвешенных частиц и их диаметр; k, a — постоян­ные, зависящие от характера суспен­зии и способа измерения; Ь — длина поглощающего слоя; К — длина волны. При фиксированных условиях из­мерения, виде раствора и взвеси k, d, а, К являются постоянными и lg(/o//) принимает вид закона Ламберта — Бера:

Градуировка турбидиметров произ-

щится по стандартным растворам, ядержащим известную концентрацию

;вешенных частиц, имеющих размеры

природу, близкие к анализируемым. Следует отметить, что на результаты [измерения большое влияние оказывает [рисутствие посторонних электроли-

>в и неэлектролитов, коллоидов, ста­бильность дисперсности частиц. В свя­зи с этим метод не обеспечивает высо­той точности измерения.

Турбидиметрические анализаторы используются для измерения мутности питьевой и сбросных вод, уровней шлама в отстойниках и технологиче­ских аппаратах, концентрации частиц в суспензиях. При измерении концент­рации взвешенных частиц в техноло­гических аппаратах и линиях световой поток пропускается непосредственно qepes слой анализируемой жидкости внутри технологического оборудова­ния. К числу таких приборов относит­ся сигнализатор уровня шлама СУШ, кпользуемый при водоочистке в аппа­ратах, называемых осветлителями, в юторых производится предваритель­ная очистка воды. В процессе очистки образуется выводимый из аппарата шлам. Фотоэлектронный сигнализатор уровня содержит источник излучения и фоторезистор, воспринимающий из­лучение. Поскольку при появлении шлама в воде на пути светового пото­ка резко снижается освещенность фо­торезисторов, возникает сигнал неба­ланса измерительной схемы, который подается на устройство сигнализации либо в цепь автоматической продувки аппарата.

Турбидиметрические анализаторы мутности воды ТВ имеют диапазон измерения от 0—3 до 0—500 мг/л, погрешность измерения не превышает ±2%.

Нефелометрические анализаторы. В нефелометрических анализаторах интенсивность потока излучения, рас­сеиваемого частицами, находящимися в растворе, определяется уравнением Релея в следующей упрощенной форме:

где /о, /р— начальный и рассеянный потоки излучения; V, N — объем ша­ровой частицы и их число; К — длина волны; k — коэффициент пропорцио­нальности.

Как и в турбидиметрических прибо­рах, показания нефелометров сущест­венно зависят от условий проведения измерений, формы частиц и их дис­персности. С уменьшением длины вол­ны интенсивность рассеиваемого по­тока излучения возрастает. Градуи­ровка нефелометров производится по стандартным смесям, причем дисперс­ность и природа частиц раствора дол­жны быть близки к анализируемым.

Принципиальная схема нефелометра.

Нефелометры в основном используются для анализа эмульсий и в частности для анализа содержания нефтепродуктов в сбросных водах [26]. Принципиальная схема нефелометра с двойным оптическим каналом представлена на рис. 17.17. От источника / поток света про­ходит через измерительную камеру 2, снабжен­ную стеклянными окнами 3. Прошедший через камеру 2 световой поток направляется в ка­нал сравнения, а рассеянный — в измерительный канал. Оба потока с помощью обтюратора 4 попеременно попадают на фотоэлемент 5. Разность между рассеянным потоком и пото­ком сравнения зависит от концентрации взве­шенных частиц. В нефелометрах используется принцип компенсации световых потоков, для чего при наличии их небаланса реверсивный двигатель РД, подключенный к выходу уси­лителя У, перемещает показывающую стрелку прибора и оптический клин 6, выравнивая све­товые потоки.

17.9. Измерение концентрации газов, растворенных в воде и паре

С задачей измерения концентрации растворенных в воде газов встречают­ся как в промышленности, например при контроле теплоносителя на тепло­вых и атомных электростанциях, так и при анализе состояния вод в водое­мах и отстойниках.

Измерение растворенного в воде кислорода. В зависимости от концент­рации растворенного в воде кислорода для его измерения используется несколько методов. Для анализа-микро­концентраций растворенного кислоро­да используются вольтзмоерметричес-кие (амперометрические), кондукто-метрические и колориметрические ме­тоды. При концентрациях, составляю­щих мг/л, используется термокондук­тометр ический метод.

Вольта мпер метрические 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.

Как отмечалось выше, действующее напряжение Е в цепи, содержащей погруженные в раствор электроды, мо­жет создаваться за счет внешнего или внутреннего источника, последним служит гальваническая пара электро­дов. В кислородомерах этот источник сигнала используется чаще. Поляри­зованным электродом в приборах слу­жит твердый катод, на котором про­исходит восстановление кислорода. В качестве материала катода использу­ются золото, серебро, палладий, пла­тина. Для сохранения постоянства характеристик прибора электроды не должны загрязняться продуктами электролиза. Для защиты электродов от анализируемой среды и обеспече­ния малого сопротивления электроли­та между электродами последние по­мещаются в фоновый электролит, ин­дифферентный по отношению к элект­родам.

В промышленных кислородомерах используются открытые электродные системы или закрытые полимерной мембраной. В первом случае кислород из анализируемой воды передается фоновому электролиту с помощью га-зопередающей системы. Во втором случае анализируемая вода омывает защищенную мембраной электродную систему. В качестве фонового элект­ролита используется щелочной буфер­ный раствор с рН=8-т-10. В таких средах скорость восстановления кис­лорода на катоде на три порядка вы­ше, чем в кислом электролите.

Схема автоматического кислородомера с га-зопередающей системой типа ИКАР приведена на рис. 17.18. Анализируемая вода через гидрозатвор / и электрический клапан 2 подается в десорбер 3, откуда через гидрозатвор 4 сбра­сывается в дренаж. В десорбере 3 через анали­зируемую воду пробулькивает чистый водород, в который переходит кислород, растворенный в воде. Следует отметить, что коэффициент Ген­ри для кислорода, представляющий собой от­ношение 'чравиовесных концентраций Ог в газе и воде; ра»ен*35.

Водород, обогащенный кислородом, про-булькиваетл:через фоновый раствор электрод­ного перввдаого преобразователя S, вызывая его циркуляцию и обогащение кислородом. В качестве аяода в электродном преобразова­теле 5 используется электрод из платиниро­ванной платины, который в фоновом буферном растворе с рН = 9,2 представляет собой иде­альный водородный электрод, развивающий потенциал 0,54 В. Золотой катод обладает се­лективностью по отношению к кислороду, и его потенциал зависит только от концентрации кислорода в растворе.

Схема амперметрического кислородомера ИКАР.

Водород, циркулирующий в приборе, обра­зуется в электролизере 6, заполненном КОН, выделяющийся при этом на аноде кислород сбрасывается в атмосферу. Водород после очистки в палладиевом катализаторе 7 посту­пает на всас мембранного вибрационного на­соса 8, создающего циркуляцию водорода в системе. Для градуировки прибора использует­ся кислород, полученный в электролизере, не показанном на схеме. В комплект ИКАР вхо­дят усилитель поляризационного тока, имею­щий на выходе унифицированный токовый сиг­нал, и автоматический миллиамперметр. Пре­делы измерения кислородомера составляют 0—50; 0—100; 0—200 мкг/кг О₂, для первого диапазона измерения предельная погрешность равна ±10%, Для последующих ±5%. Ана­логичные по принципу действия кислородоме-ры Марк III выпускаются фирмой «Кемб­ридж».

При использовании для защиты электрод­ной системы кислородопроницаемой мембраны упрощается конструкция прибора и снижается его инерционность.

В кислородомерах АК-300 для из­мерения концентрации растворенного в воде кислорода используется контомётрический метод, основанный Ш образовании свободным кислоро­дом с металлическим таллием гидро-ркиси, изменяющей при диссоциации рельную электропроводность воды:

2Н₂О + 4Т1 + О₂ = 4Т1ОН.

Схема автоматического кислородомера АК-300.

Принципиальная гидравлическая и Электрическая схемы кислородомера •представлены на рис. 17.19. Анализи­руемый раствор, прошедший предва­рительную подготовку, поступает на •фильтр смешанного действия /, где •производится снижение исходной элек­тропроводности пробы до 0,05 мкСм/ [/см. Обессоленная проба пропускается [через кондуктометрический преобра­зователь 2, а затем поступает в патрон 3, заполненный металлическим талли­ем. Изменение электропроводности пробы после таллиевого патрона фик­сируется кондуктометрическим преоб­разователем 4. Для очистки воды от продуктов таллия на выходе прибора установлены фильтр 5 и контрольный кондуктометрический преобразова­тель 6.

Измерительная схема кислородоме­ра представляет собой мост, в кото­рый по дифференциальной схеме вклю­чены кондуктометрические преобразо­ватели 2 и 4. Поскольку изменение сопротивления преобразователя 4 обу­словлено концентрацией кислорода, небаланс моста t/_a& является функци­ей той же величины. Сигнал небаланса Uab поступает на преобразователь Я, имеющий на выходе унифицированный токовый сигнал. Изменение электро­проводности исходной воды, влияя на сопротивление обоих преобразовате­лей 2, 4, не вызывает измене»ия неба­ланса моста., Наличие фильтра 1, снижающего электропроводность ана­лизируемого раствора, повышает чув­ствительность измерительной. схемы. Диапазон измерения кислородомера АК-300 составляет 0—30 мкг/кг при Принцип действия водородомеров основан на отличии теплопроводности водорода от теплопроводности других газов, в частности кислорода. Этот принцип широко используется в тепло­вых газоанализаторах для измерения концентрации Н₂, СО₂, SO₂ в газовых смесях, в связи с чем он подробно рассмотрен в § 16.3. Схема автомати­ческого водородомера представлена на рис. 17.20. Анализируемый конден­сат, прошедший устройство подготов­ки пробы, через сосуд постоянного уровня /, создающего фиксированный напор, и вентиль 2 стекает в десорбер 3 по трубкам 4, увеличивающим по­верхность контакта конденсата с кис­лородом. Последний поступает из электролизера 5; водород из конден­сата выделяется в десорбер 3. Смесь газов поступает в измерительную ка­меру прибора, содержащую нагретую платиновую проволоку /?,. Температу­ра проволоки зависит от теплопровод­ности газа, находящегося в камере. Поскольку теплопроводность водорода в несколько раз больше теплопровод­ности кислорода, теплопередача от проволоки к стенкам камеры, а следо­вательно, и сопротивление ri будут определяться концентрацией водорода в кислороде.

Для снижения влияния температуры стенок камеры на показания прибора служит плечо сравнения R%, аналогич­ное ri и находящееся в камере, запол­ненной кислородом. Остальные плечи моста Rs и #₄ представляет собой по­стоянные резисторы;, переменный ре­зистор rq служит для начальной ба­лансировки моста. Мост питается от источника стабилизированного пита­ния ИПС, сигнал небаланса измеря­ется с помощью вторичного прибора ВП.

В автоматическом водородомере АВ-201, как и жесткомере АВ-210 и кремнемере АВ-211, усиленный небаланс моста подается на вход нормиру­ющего преобразователя, имеющего на выходе унифицированный токовый сигнал, который измеряется автома­тическим миллиамперметром КСУ, отградуированном в мкг/кг Н₂. Граду­ировка прибора периодически прове­ряется по известной концентрации во­дорода, получаемого от электролизера 5. Диапазон измерения водородомера составляет 0—20 и 0—200 мкг/кг Н₂, предельная погрешность не превыша­ет ±6 %, время установления пока­заний равно 30 мин, расход пробы 180+20 мл/мин. Приборы, подобные рассмотренному, выпускаются фирмой «Кембридж». В термокондуктометри-ческих кислородомерах растворенный в воде кислород выделяется в водо­род, полученный в электролизере; измерительная схема прибора совпадает] с рассмотренной.

17.10. Эксплуатация анализаторов состава жидкостей и их вспомогательных устройств

Анализаторы состава жидкостей в: большей мере, чем другие первичные приборы, требуют правильного выбо­ра точек отбора проб, жесткого соблю­дения условий транспортировки и под­готовки пробы, квалифицированного и своевременного проведения техничес­кого обслуживания, предусмотренного документацией на анализаторы и вспо­могательные устройства.

У рассмотренных выше анализатор ров жидкостей при соответствующих параметрах среды по температуре и давлению первичные преобразователи могут вводиться непосредственно в технологические объекты. К их числу относятся магистральные и погружные преобразователи кондуктометров, рН-метров. Хотя при этом отсутствуют по­мехи, вызванные транспортировкой и подготовкой пробы, тем не менее и в этом случае возможно получение не­представительных результатов изме­рения. Они вызываются неоднородно­стью состава жидкости по высоте ре­зервуара или сечению трубопровода. Последнее более вероятно при лами­нарном течении потока, чем при тур­булентном. Наличие температурного градиента по длине и высоте резервуа­ра, размещение преобразователей вблизи точек ввода потоков также может быть причиной отклонений по- • казаний от действительных значений измеряемых величин. Все сказанное выше распространяется на правила установки отборных устройств, с по­мощью которых анализируемая жид­кость выводится из трубопровода или резервуара. Поскольку параметры и,. состав отбираемых жидкостей могут быть самыми разнообразными, набор существующих вспомогательных уст­ройств обеспечивает снижение темпе­ратуры и давления, очистку пробы от механических и мешающих примесей, создание постоянного расхода.

Отборные устройства. Для отбора пробы гомогенной среды, движущейся в трубопроводе, используется трубча­тый зонд, схема которого для отбора пробы перегретого пара представлена на рис. 17.21. Трубка со скосом 45° на•встречу потоку имеет глубину погру-•жения до 20 мм. С увеличением глу-•бины погружения растут механичес­кие усилия, действующие со стороны (потока на зонд.

При необходимости усреднения про-ы по сечению трубопровода исполь-|зуются щелевые зонды (рис. 17.22). |0тбор осуществляется с помощью от-|верстий в трубке, их общее сечение со­ставляет половину сечения трубки зон-|да. Для отбора представительной про-|бы скорости движения среды в зонде |и в трубопроводе должны совпадать. |При анализе состава насыщенного па-|ра отбор необходимо проводить в та-|ком сечении трубок, где не проявляется эффекта сепарации влаги стенками. Это требование объясняется тем, что концентрации примесей в паровой и жидкой фазах различны и требуется производить отбор усредненной пробы. В качестве таких сечений выбираются трубопроводы на выходе барабанов котлов, сепараторов или сечения с вы­сокими скоростями движения пара, где эффект сепарации влаги стенками не наблюдается. Для получения искус­ственной высокой скорости движения пара в месте расположения зонда ис­пользуются трубы Вентури. Зонд ус­танавливается после суженной части трубы, где влажность пара выравни­вается по сечению в результате отры­ва пленки влаги от стенок трубопрово­да и дробления капель. Скорость про­бы в зондах для насыщенного пара также должна совпадать со скоростью движения пара в трубопроводе.

Схема трубчатого зонда.

Схема щелевого зонда.

Для первоначального отделения от анализируемой жидкости механических примесей используются сетчатые фильт­ры, окружающие отборную трубку. Для периодической очистки сетки предусматривается возможность про­пуска через нее встречно направлен­ного потока. Линии, через которые проба из отборного устройства посту­пает на вспомогательные устройства и анализатор, не должны иметь гори­зонтальных участков, чтобы в них не собирался шлам, газы. Минимальный угол наклона трубок в сторону проду­вочного вентиля или отстойника дол­жен быть не менее 10°. Материал линий определяется составом анализи­руемого вещества. Так, протекание процессов коррозии в линиях может уменьшить концентрацию кислорода в пробе по сравнению с исходной водой. В подобных случаях линии выполня­ют из коррозионно-стойких материа­лов. Для линий анализаторов жидкос­тей в основном используются бесшов­ные жесткотянутые и холоднокатаные трубы из стали 10 или бесшовные из нержавеющей стали с наружным диа­метром 14—16 мм.