Содержание
1 Оптические анализаторы жидкости. Классификация анализаторов. 3
2 Принципиальная схема. 5
3 Спектрометры.. 6
4 Основы спектрального анализа. 6
5 Газоанализаторы магнитные. 7
6 Устройство газового хроматографа. 9
7 Оптико-Акустические газоанализаторы.. 10
8 Хроматографы. Принцип действия, история открытия метода. 12
Список использованных источников. 14
Оптические анализаторы жидкости. Классификация анализаторов.
Анализатор жидкости – это прибор, который определяет содержание определенных химических примесей в жидкости. Такие устройства могут иметь различные модификации в зависимости от сферы применения. Большинство из них рассчитаны для определения концентрации одного вещества. Такое оборудование бывает портативным и стационарным. Первые являются переносными, а вторые устанавливаются на трубопроводы или производственное оборудование. Анализаторы, которые имеют одинаковое предназначение, отличаются между собой по уровню точности.
Для осуществления анализа жидкостей применяются различные принципы измерения:
· Оптический.
· Электрохимический.
· Тепловой.
· Хроматографический.
· Магнитный.
· Радиоизотопный.
· Масс-спектрометрический и пр.
Оптический - принцип действия которого основан на взаимосвязи параметров оптического излучения с составом или свойством анализируемой жидкости.
Спектральный - основанный на определении состава и (или) свойств анализируемой жидкости в зависимости от спектрального состава излучения.
Абсорбционный (абсорбциометр) - измеряет относительное изменение интенсивности оптического излучения, прошедшего через анализируемую жидкость, в результате поглощения его анализируемой жидкостью.
Спектрофотометрический - спектральный анализатор жидкости, основанный на методах измерения поглощения оптического излучения анализируемой жидкостью.
Турбидиметрический (турбидиметр) - измеряет ослабления оптического излучения, прошедшего через анализируемую жидкость, содержащую взвешенные частицы.
Нефелометрический (нефелометр) - измеряет интенсивность оптического излучения, рассеянного анализируемой жидкостью, содержащей взвешенные частицы.
Пламенно-фотометрический (пламенный фотометр) основан на измерении интенсивности излучения элементов анализируемой жидкости, введённой в пламя.
Рефрактометрический (рефрактометр) - основанный на измерении показателя преломления анализируемой жидкости.
Поляризационный (поляриметр) - измеряет угол вращения плоскости поляризации поляризованного света, проходящего через анализируемую жидкость.
Спектрополяриметрический (спектроноляриметр) - измеряет разность угла вращения плоскости поляризации поляризованного света для разных длин волн.
Эмиссионный - основанный на определении состава анализируемой жидкости по эмиссионным спектрам её атомов и молекул
Люминесцентный - основан на измерении интенсивности её свечения, обусловленного воздействием различных возбуждающих факторов.
Флуоресцентный (от названия минерала флюорит) - основан на методах измерения интенсивности и времени жизни флуоресценции анализируемой жидкости или её компонентов.
Атомно-абсорбционный - измеряет оптическую плотность атомного пара, полученного при атомизации анализируемой жидкости.
Атомно-флуоресцентный - измеряет интенсивность флуоресцентного излучения атомного пара, полученного при атомизации анализируемой жидкости.
Принципиальная схема
Принципы действия оптических анализаторов растворов основаны на известных законах распространения света (физика оптики).
Принцип действия абсорбционно-оптических анализаторов основан на зависимости поглощения поток проходящего монохроматического излучения от концентрации раствора или на зависимости оптической плотности раствора от его концентрации (Рисунок 1).
Рисунок 1 - Принципиальная схема одноканального абсорбционно-оптического анализатора
Более сложные абсорбционно-оптические анализаторы построены по многоканальной схеме с компенсационными измерительными схемами (Рисунок 2).
Рисунок 2 - Принципиальные схемы абсорбционно-оптических анализаторов:
а – одноканальные 2-хлучевые; б – двухканальные однолучевые.
Анализаторы, работающие по схеме а не имеют дополнительной погрешности из-за изменения спектральных характеристик источника 1 и фотоприемников 7, но могут иметь погрешность из-за неодинакового состояния кювет. Двухканальные однолучевые свободны от этого недостатка, но могут иметь мультипликативную погрешность из-за старения источника и фотоприемников.
Спектрометры
Спектрометр (лат. spectrum от лат. spectare - смотреть и метр от др.-греч. μέτρον - мера, измеритель) - оптический прибор, используемый в спектроскопических исследованиях для накопления спектра, его количественной обработки и последующего анализа с помощью различных аналитических методов.
Анализируемый спектр получается путем регистрации флуоресценции после воздействия на исследуемое вещество каким-либо излучением (рентгеновским или лазерным излучением, искровым воздействием и др.). Обычно измеряемыми величинами являются интенсивность и энергия (длина волны, частота) излучения, но могут регистрироваться и другие характеристики, например, поляризационное состояние.
Спектр, лежащий в фокальной плоскости, можно рассматривать глазом с помощью окуляра. Такой прибор называется спектроскопом. В спектрографах такой спектр регистрируется на фотопластинку или иной многоканальный приёмник излучения. Если выходную щель и отклоняющий свет элемент (призма или дифракционная решётка) перемещать друг относительно друга, то получим монохроматор, в котором используются разнообразные по принципу действия приёмники излучения.
По способу разложения в спектр различают следующие спектрометры: дифракционный, призменный и интерференционный.
По принципу действия можно выделить следующие виды спектрометров:
- Рентгено-флуоресцентный спектрометр;
- Атомно-эмиссионный спектрометр;
- ИК - спектрометр;
- Масс-спектрометр;
- Атомно-абсорбционный спектрометр;
- Фурье-спектрометр;
-Рамановский спектрометр.
Основы спектрального анализа
Спектральный анализ – это совокупность методов качественного и количественного определения состава объекта, основанная на изучении спектров взаимодействия материи с излучением, включая спектры электромагнитного излучения, акустических волн, распределения по массам и энергиям элементарных частиц и др. В зависимости от целей анализа и типов спектров выделяют несколько методов спектрального анализа. Атомный и молекулярный спектральные анализы позволяют определять элементарный и молекулярный состав вещества, соответственно. В эмиссионном и абсорбционном методах состав определяется по спектрам испускания и поглощения. Масс-спектрометрический анализ осуществляется по спектрам масс атомарных или молекулярных ионов и позволяет определять изотопный состав объекта. Спектральный анализ - чувствительный метод и широко применяется в аналитической химии, астрофизике, металлургии, машиностроении, геологической разведке, археологии и других отраслях науки.