Дәріс жоспары

1. Температураны өлшеудің байланыстық әдісі

2. Температураны өлшеудің байланыссыз әдісі

Си бірлік жүйесінде термодинамикалық температура Кельвин болып саналады. Ол судың үш еселенген нүктесінің термодинамикалық температурасының 1/273,16 бөлігі ретінде анықталады.

Үш еселенген судың нүктесі - бұл қатты және сұйық газ түрлі пішіндер арасында тепе-теңдік бар кездегі температура.

1927 жылы өлшем мен шамалар бойынша Генералдық Ассамблея тәжірибелік деп аталған цельсий шкаласныда базаланатын басқа температуралық шкаланы анықтады. Бұл шкала екі фундаментальді орыннан тұрады: нормалды атмосфералық қысым кезіндегі судың қайнау орны. Ол 100⁰С тең. Кельвин шкаласына Цельсия шкаласына ауысу формуласы төменгідей:

Бірінші ретті температура эталлоны – кедергінің платин термометрі.

Бүкіл аспаптармен өлшеу әдістерінің температурасы екі топқа бөлінеді: байланысты және байланыссыз өлшеу әдістері.

Бірінші топ орташа және төменгі температура аймағын қамтиды.

Екінші топ қызған объекттің түрлендіргішпен тікелей емес байланыссыз сәулеленуінің энергиясы қолданатын әдістерді қамтиды.

Ұсынылатын әдебиеттер

1 Измерение электрических и неэлектрических величин. Учебное пособие для ВУЗов. Под ред. Евтихеева Н.Н. –М: Энергоатомиздат 1990 – 352 с

2 Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебное пособие для ВУЗов.- М.: Высшая школа , 2002. – 205 с.:ил.

3. Методы и средства измерений. Куликовский К.Л., КуперВ.Я., Энергоатомиздат, 1985-448с

4 Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. Учебник для ВУЗов. -М., Энергоатомиздат, 1978, 704 с.

СДЖ арналған бақылау тапсырмалары

1. Үш еселенген судың нүктесі дегеніміз не?

2. Қандай температуралық шкалаларды білесіз?

3. Температураны өлшеудің қандай байланыстық әдістері бар?

4. Сұйықтар мен газдардың температурасын өлшеудің қандай байланыссыз әдістерін білесіз?

5. Дилатометрикалық және биметаллдық термометрлер дегеніміз не?

6. Манометрлік термометрлер дегеніміз не?

7. Кедергі термометрлерінің қандай түрлерін білесіз?

8. Термопараны қосудың қандай схемаларын білесіз?

9. Кварцтық және термотранзисторлы термометрлер дегеніміз не?

10. Жарықтық пирометрлер дегеніміз не?

11. Радиациялық пирометрлер дегеніміз не?

12. Спектрлі пирометрлер дегеніміз не?

13. Ядролық квадрупольді резонанс термометрлері дегеніміз не?

Тақырып 8 Заттардың құрамын мен концентрациясын өлшеу

Дәріс жоспары

1. Заттардың концентрациясын өлшеудің электрохимиялық әдістері және аспаптары

2. Заттардың концетрациясын өлшеудің ионизацияланған әдісі

3. Заттардың концентрациясын өлшеудің спектрометрикалық әдістері

4. Заттардың концентрациясын өлшеудің жылулық әдістері

5. Магниттік газоанализаторлар

6. Заттардың концентрациясын өлшеудің хромотографиялық әдісі

Зат анализін өткізу қажеттігі өндірісте немесе медицина, химия, биология және басқа салалардағы ғылыми зерттеулер кезіндегі технологиялық процестің дұрыс жүргізілуімен шартталады. Өлшеу объекттері ретінде газ түріндегі, сұйық және қатты жағдайларда болатын барлық химиялық элементтер мен заттар болады.

Көбінесе өлшеулерді әрқилы қысымдар, температуралар, орын ауыстыру жылдамдықтары мен көпкомпонентті орталар жағдайында өткізуге тура келеді.

Әрқилы орталарда өлшенетін заттардың көптүрлілігі мен концентрацияларды өлшеудің кең диапазоны көптеген аспаптар мен әдістердің пайда болуымен шартталады. Заттың құрамы мен концентрациясын өлшеудің кейбір электрлік әдістерін қарастырайық.

Зат концентрациясын өлшейтін электрохимиялық әдістер мен құралдар құрам-сигнал немесе қасиет-сигнал қатынастары қолданылатын электрохимиялық түрлендіргіштерді қолдануға негізделген. Ең көп тарағандары: кондуктометрлік, потенциометрлік, кулонометрлік және полярографикалық.

Ионизацияланған әдістер анализденуші заттың иондалуына және газдың абсолютті концентрациясын оның құрамына қатынасусыз өлшейтін вакуумметрлердегі, сондай-ақ масс-спектрометлердегі және ионизациялы-жалындық анализаторлардағы концентрацияларға пропорционал иондық токты өлшеуге негізделген.

Спектрометрлік әдістер әртүрлі заттардың әртүрлі сәулеленулерді сәулелендіру, шағылыстыру, шашырату немесе сындыруды таңдау мүмкіндігіне негізделген. Толқын ұзындығы диапазонына байланысты спектрометрлік әдістер бөлінеді:

• электроакустикалық әдіс

• ультрадыбыстық әдіс

• радиоспектрометрлік әдіс

• электрооптикалық әдіс

• радиоактивті әдіс

Анализдің жылулық әдістері заттардың жылулық қасиеттерін өлшеуге немесе заттың әртүрлі физико-химиялық өзгерулеріндегі температуралық өзгерістерді анықтауға негізделген. Бұл типті газоанализаторларда өлшеуіш шамалар ретінде газ қоспаларының жылуөткізгіштігі және анықталушы компоненттің концентрациясына тәуелді каталитикалық қышқылдану реакциясының пайдалы жылулық эффектісі қолданылады.

Жылулық газоанализаторлар бөлінеді:

• газ қоспаларының жылу өткізгіштігін қолданатын термокондуктометрлік әдістер.

• каталитикалық қышқылдану реакциясының жылулық эффектісін қолданатын термохимиялық әдістер.

Газдардың магниттік қасиеттері ауқымды магниттік икемділікпен және үлестік (массалық) магниттік икемділікпен сипатталады. Барлық газдар диамагниттік және парамагниттік болып бөлінеді.

Магниттелудің магниттенгендігі немесе интенсивтілігі өрістің кернеуленгендігіне пропорционал:

J = H

Мұндағы – заттың ауқымды магниттік икемділігі деп аталатын пропорционалдылық коэффициенті. Диамагнетиктер үшін  – кері, парамагниттілік үшін – оң мәнге ие.

=116.2410^-10

 _воздух=24.5210^-10

h_СН4=1.4310^-10

Оттегінің ауқымды магниттік икемділігі басқа газдарға қарағанда едәуір көп, сондықтан магниттік газоанализатор газдық қоспалардағы оттегінің концентрациясын анықтау үшін арналған.

Газдар үшін  өте аз болғандықтан концентрацияны өлшеу үшін жанама әдістер қолданылады.

• парамагниттік газ ортасы мен біртекті емес магниттік өрістегі қызған денені термомагниттік конвекция үлесінен суыту.

• магниттік өрістегі парамагниттік газ өзінің жылуөткізгіштігін өзгертеді.

• магниттік өріс бар болғанда парамагниттік газ өзінің тұтқырлығын өзгертеді.

Обкладканың арасында анализденуші зат орналасқан конденсаторды қолдануға негізделген. Сыйымдылықтық концентратомерлер (диэлькомерлер) полярлық сұйықтықтардың және полярлық емес, және керісінше, концентрациясын өлшеу үшін қолданылады.

Сыйымдылықтық влагомерлер әрқилы қатты заттар мен газдардың ылғалдығын өлшеу үшін кең қолданылады.

Физико-химиялық қасиеттері бойынша бір бірінен едәуір айқындалатын әрқилы газдық және сұйықтықтық қоспаларының сапалық анализі үшін хромотографиялық әдістерді қолданады. Оның жұмыс істеу тәртібі анализденуші қоспаның компоненттерін алдын ала бөліп, детектордың көмегімен әр компонентті жіктеуге негізделеді. Детектордың шығыс электрлік импульсі хромограмманы жазатын электронды автоматты аспапқа жіберіледі. Берілген хромограммада әрбіреуі анықталған анализденуші қоспа компоненттеріне сәйкес шыңдар қатары бар. Шыңдардың ауданы қоспа компоненттерінің құрылымына пропорционал.

Түрлендіргіш ретінде термоэлектрлік, ионизациялық радиоактивтік және басқа түрлендіргіштер қолданылады. Шығыс сигналдар тіркеуші аспаппен жазылады.

Анализдеудің хромотографикалық әдісінің келесі түрлері бар:

• газоадсобциондық әдіс Н₂, СО, СН₄ типті төменқайнайтын газдардан құралатын қоспалардың анализі үшін қолданылады. Сорбент ретінде қатты саңылаулы шихта (отқа төзімді кірпіш) қолданылады.

• газосұйықтықтық әдіс қайнау температурасы жақын компоненттерден құралатын күрделі қоспалардың анализі үшін қолданылады. Сорбент ретінде қатты саңылаулы заттарға жағылған ұшпайтын сұйықтықтар қолданылады.

• хроматермографикалық әдіс – хромотографикалық колонканың әртүрлі температурасы кезінде іске асады. Бұл қалаушылық пен сезімталдықты өсіреді.

• капиллярлық әдіс қоспаны ішкі қабырғалары аз ұшатын сұйықтықпен суланған ұзын капилляр (l=20300м) ішінде бөлуге негізделген. Берілген әдіс газдың аз концентрациялары кезінде жедел анализ жүргізуге мүмкіндік береді.

Ұсынылатын әдебиеттер

1 Измерение электрических и неэлектрических величин. Учебное пособие для ВУЗов. Под ред. Евтихеева Н.Н. –М: Энергоатомиздат 1990 – 352 с

2 Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебное пособие для ВУЗов.- М.: Высшая школа , 2002. – 205 с.:ил.

3. Методы и средства измерений. Куликовский К.Л., КуперВ.Я., Энергоатомиздат, 1985-448с

4 Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. Учебник для ВУЗов. -М., Энергоатомиздат, 1978, 704 с.

СДЖ арналған бақылау тапсырмалары

1. Заттардың концентрациясын өлшеудің электрохимиялық әдістері мен аспаптары неге негізделген? Заттардың концентрациясын өлшеудің қандай әдістері мен аспаптарын білесіз? Аса кең таралған әдістері қандай?

2. Заттардың концентрациясын өлшеудің кондуктометрикалық әдісі дегеніміз не?

3. Заттардың концентрациясын өлшеудің потенциометрлік әдісі дегеніміз не?

4. Заттардың концентрациясын өлшеудің кулонометрикалық әдісі дегеніміз не?

5. Заттардың концентрациясын өлшеудің полярографикалық әдісі дегеніміз не?

6. Заттардың концентрациясын өлшеудің ионизацияланған әдісі дегеніміз не?

7. Ионизацияланған вакуумметр дегеніміз не?

8 Заттардың концентрациясын өлшеудің ионизацияланған-плазмалық әдісі дегеніміз не?

9. Масс-спектрометрикалық анализатор дегеніміз не?

10. Заттардың концентрациясын өлшеудің спектрометрикалық әдістері дегеніміз не және оның қандай әдістері бар?

11. Заттардың концентрациясын өлшеудің радиоактивті әдістері дегеніміз не?

12. Заттардың концентрациясын өлшеудің жылулық әдістері дегеніміз не?

13. Магниттік газоанализатор дегеніміз не?

14. Сыйымдылықты концентратомерлер және влагомерлер дегеніміз не?

15. Заттардың концентрациясын өлшеудің хромотографиялық әдістері дегеніміз не?