Измерение состава и свойств

8 авг 2020

Управление технологическими процессами только по таким параметрам, как давление, уровень, расход и температура, часто не гарантирует получение продуктов требуемого качества. Во многих случаях необходим автоматический контроль состава и свойств вырабатываемых продуктов. Приборы для такого контроля — это автоматические анализаторы влажности, вязкости, концентрации, плотности, прозрачности и т. п.

Большинство выпускаемых промышленностью автоматических анализаторов предназначено для определения состава и свойств бинарных и псевдобинарных смесей. Бинарной смесью называют газовую смесь, состоящую из двух газов, или жидкость, содержащую один растворенный компонент. Анализ бинарной смеси возможен при условии, что составляющие ее компоненты отличаются друг от друга какими-либо физическими или физико-химическими свойствами.

Псевдобинарной называют многокомпонентную смесь, в которой неопределяемые компоненты резко отличаются по физическим или физико-химическим свойствам от определяемого компонента. Анализ такой смеси аналогичен анализу бинарной.

Анализ многокомпонентных смесей, содержащих три и более компонента, производят только после предварительного разделения смеси на отдельные компоненты.

Специфической особенностью аналитических измерений является сильное влияние на их результаты побочных факторов (температуры, давления, скорости движения вещества и т. п.). Эти факторы особенно влияют на точность таких аналитических приборов, принцип действия которых основан на использовании какого-либо одного свойства вещества (электропроводности, теплопроводности, магнитной или диэлектрической проницаемости и др.). Поэтому автоматические анализаторы обычно оснащены сложным дополнительным оборудованием для отбора пробы, подготовки ее к анализу, стабилизации условий измерений или автоматического введения поправки и т. п.

Многообразие анализируемых веществ и широкий диапазон их составов и свойств обусловили производство автоматических приборов с чрезвычайно разнообразными методами анализа.

Для анализа бинарных смесей в химической промышленности наибольшее применение получили аналитические приборы со следующими методами измерений:
механическим, основанным на механических свойствах газов и жидкостей или механических явлениях, протекающих в них;
тепловым, основанным на тепловых свойствах анализируемого вещества или тепловых явлениях, протекающих в нем;
магнитным, основанным на магнитных свойствах анализируемого вещества или магнитных явлениях, протекающих в нем;
электрохимическим, основанным на электрохимических явлениях в электродных системах, погруженных в анализируемое вещество;
спектральным, основанным на взаимодействии излучения с анализируемым веществом или на свойствах излучения самих веществ;
радиоактивным, основанным на поглощении или испускании радиоактивного излучения анализируемым веществом;
диэлькометрическим, основанным на измерении диэлектрической проницаемости анализируемого вещества;
химическим, основанным на протекании химических реакций.

Для анализа многокомпонентных смесей в автоматических анализаторах применяется метод разделения компонентов.
Этот метод используется в хроматографах и масс-спектрометрах.

Поскольку для каждой отрасли химической промышленности характерны продукты, обладающие специфическими составами и свойствами, приборостроительная промышленность выпускает разнообразные автоматические анализаторы:
плотномеры, вискозиметры, газоанализаторы, влагомеры, хроматографы, нефелометры и т.д.
Если приборы для измерения таких общетехнических параметров, как давление, уровень, расход и температура, применяются практически во всех производствах, то анализаторы, напротив, как правило, для специфических задач конкретного производства.