Məmmədov N. R.,Aslanov Z. Y.,Seydəliyev İ. M.,Hacızalov M. N.,Dadaşova K. S
Yüklə 7,93 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 11.3. Temperaturun ölçülm əsi
- Kontaktlı temperatur ölçm əl əri
- Kontaktsız temperatur ölçm əl əri.
- 11.4. Havada madd ənin miqdarının ölçülm əsi Havanı çirkl əndir ən əsas madd əl
- Qazların t ədqiqind ə istifad ə edil ən ölçm ə metodları.
- Mikrodal ğalı spektroskop metodu
- Optik – akustik metodlar
- Fluoressensiya metodu.
- Elektrokimy əvi metod
|
Pyezoelektrik çeviricilər. Bu qrupa daxil olan çeviricilərin işi bəzi kristalların üzərində mexaniki qüvvənin təsiri ilə xarakterizə olunan düzünə pyezoelektrik effektinə ə saslanır (bunun əksi olan əks pyezoelektrik effektindən daha az istifadə edilir). Əks pyezoelektrik effekt kristalın həndəsi ölçülərinin elektrodlara verilən gərginliyin təsiri ilə dəyişməsi hadisəsidir.
Fiziki kəmiyyət olan temperatur ölçülən obyektin ən çox istifadə olunan parametrləri arasındadır. Təbiətin hadisələrini, texnoloji prosesləri, gündəlik həyatda baş verən hadisələri temperaturu ölçmədən təsvir etmək mümkün deyil. Ölçülməsi tələb olunan temperaturların diapazonu çox genişdir və mütləq sıfıra yaxın temperaturlardan on minlərlə dərəcələrə (məsələn, plazmanın temperaturu) qədər dəyişir. Müasir dövrdə istiliyin ölçülməsini xarakterizə edən vacib cəhətlərdən biri nəinki stasionar, həm də dinamik, bir neçə saniyə ərzində yüzlərlə dərəcə dəyişən temperaturların ölçülməsidir. Temperaturu ölçmək üçün istifadə olunan vasitələr aşağıdakı əlamətlərinə görə təsnif edilir: ölçülən temperaturun diapazonu, tətbiq edilən istilik çeviricilərinin növü, ölçülən obyektlə ölçmə vasitəsi arasında təmasın olması (kontaktlı) və olmaması (kontaktsız).
Kontaktlı temperatur ölçmələrində ən çox istifadə edilən cihazlar termorezistorlar və termoelektrik çeviricilər əsasında dizayn edilənlərdir.
Qoşulduğu ölçü dövrəsi ilə birlikdə (bir qayda olaraq bu dövrə müvazinətli və müvazinətsiz iş rejimində işləyən körpü sxemidir) termorezistorlar elektrik müqaviməti termometri adlandırılan cihazı təşkil edir.
400
b
Şə k.11.12. Termorezistorun ölçü dövrəsinə qoşulma sxemi: a -üçnaqilli; b-ikinaqilli
Termorezistor körpünün ölçmə qoluna iki və ya üçnaqilli sxem üzrə qoşulur (bax: şək11.12). İkinaqilli sxemdə hər iki birləşdirici məftil verici ilə birlikdə dövrəyə ardıcıl qoşulur. Belə cihazlardan daha az məsuliyyət tələb edən və ya laboratoriya şəraitində aparılan ölçmələrdə istifadə edilir, çünki ətraf mühitin temperaturunda dəyişiklik baş verərsə, birləşdirici məftillərdə yaranan dəyişikliklər ölçmə xətası ilə nəticələnir: ∆t = ∆R
α
). Burada ∆R m - məftillərin müqavimətində baş verən dəyişikliyi: ∆R m = ∆
m1 + ∆R m2 ; R 0 və α r isə müvafiq olaraq termorezistorun 0˚C – də başlanğıc müqavimətini və temperatur əmsalını göstərir. Körpü sxemi müvazinətli rejimdə işləyərsə, iki birləşdirici məftil körpünün qonşu qollarına, üçüncü məftil isə cərəyan diaqonalına birləşdiyi üçün üçnaqilli sxemdə bu xəta yaranmır (şək 11.12,a). Körpü müvazinətsiz rejimdə işləyəndə də birləşdirici məftillərin ölçmədə xəta yaradan təsirini xeyli azaltmaq mümkündür.
Körpü müvazinətsiz rejimdə işləyəndə ölçmə dəqiqliyinə cərəyan mənbəyinin gərginliyində baş verən dəyişikliklər böyük təsir göstərir. Şəkil 11.12,b-də loqometr qoşulmuş müvazinətsiz körpü sxemi göstərilmişdir. Cərəyan mənbəyinin gərginliyində baş verən dəyişikliklərin təsiri ilə yaranan xətanın bu sxemlə kompensasiyası ölçmədən əvvəl
termorezistorunun yerinə elektrik müqaviməti cihazın ş kalası üzərindəki müəyyən bölmədə termorezistorun müqavimətinə bərabər olan nəzarət rezistorunun qoşulması 401
sayəsində mümkün olur. Nəzarət rezistorunun R n
müqaviməti, cihazın əqrəbi şkalası üzərindəki müəyyən həmin bölməyə çatana qədər dəyişdirilir və daha sonra R n
müqavimətinə qısa qapanma verilir. R y müqaviməti əlavə müqavimət adlandırılır və ondan məftillərin müqavimətini ş kalada qeyd olunan nöqtəyə (5 və ya 15 Om) çatdırmaq üçün istifadə olunur. Bu sxemə görə termorezistoru üç naqillə də qoşmaq mümkündür. -270...+1 100˚C diapazonuna daxil olan temperaturları ölçərkən termometrlərdə həssas element olaraq mis və platin termorezistorlardan başqa, yarımkeçirici termorezistorlar, termotranzistorlar və kvarsdan da istifadə edilir. Bunların içərisində ən yüksək dəqiqliyi platin termorezistorlar və kvars termometrləri verir. Lakin qabarit ölçüləri kifayət qədər böyük olduğuna görə bu vericilərin istilik ətalət göstəricisi çox böyükdür. Buna görə də qeyri – stasionar temperaturların ölçülməsində yarımkeçirici termorezistorlar və termotranzistorlardan istifadə olunur. Aşağı temperatur diapazonunda daha böyük həssaslığa malik olduğu üçün yarımkeçirici termorezistorlarla hətta - 260˚C – dən aşağı temperaturları da ölçmək mümkündür. Bir neçə yüz dərəcədən bir neçə min dərəcəyə (2500˚C - yə qədər) qədər temperatur diapazonunda ən çox termoelektrik termometrlər tətbiq edilir. Bu cihazların dəqiqliyi müqavimət termometrlərinə nəzərən azdır.
b b UM BM TP TP
Şə k 11.13. Termocütün millivoltmetrə qoşulmasını (a) və avtomatik düzəlişi (b) göstərən sxem: Т C-termocüt; UM, BM-uzatma və birləşdirmə məftilləri; mV- millivoltmetr; R n -nizamlayıcı rezistor 402
Cihaz termocütdən və millivolmetrlərdən və ya kompensatorlardan formalaşdırılan ölçü dövrəsindən ibarətdir. Şə kil 11.13, a-da gərginliyin millivoltmetrlə ölçüldüyü sxem göstərilmişdir. Gərginlik aşağıdakı düzturla hesablanır: U = E t.c. R mV / (R xm + R mV ). Burada E t.c termocütdə yaranan e.h.q. – ni, R mV millivoltmetrin müqavimətini, R
isə termocütün, uzatma məftillərinin və nizamlayıcı rezistorların cəmini göstərən, R xm = R t.c. + R u.m. + R y düsturu ilə hesablanan xarici müqaviməti göstərir. Cihazın şkalası dərəcələrlə bölmələndirilmişdir və R
sabit olarsa cihazın göstərdiyi qiymətlər termocütdə yaranan e.h.q əsasında formalaşır. Termocütün bölmələndirilməsi
parametrinin konkret qiymətlərində (0.6, 5, 15 və 25 Om) aparıldığına görə sxemə xarici müqaviməti bölmələndirilmiş qiymətlərə çatdıran R y müqaviməti əlavə edilmişdir.
Ölçmənin nəticəsinə ən böyük təsiri termocütün sərbəst uclarının temperaturunda baş verən dəyişikliklərin səbəb olduğu xətalar göstərir. Bu xətaları aradan qaldırmaq üçün müxtəlif üsullarla düzəlişlər edilir. Əllə aparılan düzəlişdə ölçmə nəticəsində sərbəst ucların temperaturunun 0˚C – dən yayınmasına mütənasib olan bir düzəliş qiyməti nəzərə alınır. Yarı avtomatik düzəliş metodu ölçmədən ə vvəl cihazın əqrəbinin korrektorun köməyi ilə daxil edilən düzəliş qədər yer dəyişməsini nəzərdə tutur. Bundan sonrakı ölçmələrdə düzəliş operatorun iştirakı olmadan daxil edilir.
Şə
daxil edildiyi termometrin sxemi verilmişdir. Ölçü dövrəsinə ardıcıl olaraq termocüt və millivoltmetrlə birlikdə müvazinətsiz körpü qoşulur. Bu körpünün qoluna termocütün sərbəst uclarının olduğu zonaya yerləşdirilmiş R 1 mis rezistoru qoşulur. R 2 , R 3 və R 4 müqavimətləri manqandan hazırlanır. Cihaz bölmələndirilərkən körpü
403
müvazinətli vəziyyətdə olduğuna görə real şəraitdə temperatur dəyişdikdə körpünün ölçmə diaqonalında yaranan potensial fərqi termocütdə yaranan e.h.q tərəfindən tam kompensasiya olunur. R
rezistoru körpünün həssaslıq dərəcəsini nizamlayır.
Kontaktlı temperatur ölçmələrində xəta yaradan bir başqa amil istilik çeviricisində istiliyin itməsidir. Tədqiq edilən mühitin çevirici ilə mühit arasında fasiləsiz istilik mübadiləsi sayəsində ölçülən temperaturu onun daxilinə yerləşdirilən həssas elementin temperaturundan fərqli olur.
Bu xətanı çeviricinin qırağa çıxan hissələri əsaslı surətdə izolyasiya etməklə, çeviricini mühitin yerdəyişmə sürətinin ən yüksək olduğu yerə yerləşdirməklə azaltmaq olar.
yerləşdirilməsi ölçülən obyektin temperatur sahəsində dəyişiklik yaradarsa, ölçülən obyektlə təmas demək olar ki, mümkün deyilsə (məsələn, çeviricinin yerləşdirildiyi mühit çox aqressivdir) və ya 2500˚C – dən çox olan temperaturları ölçərkən kontaktsız ölçmə üsullarından istifadə edilir. Belə sahələrdə şüalanma pirometrləri tətbiq edilir.
Qızmış cisimlərin səthinin temperaturu 30 .... 2500 ˚C diapazonuna daxil olarsa ölçmələr gətirilmiş xətası ± 1 % təşkil edən radiasiya pirometrlərində aparılır.
Bu cihazların nöqsanlı tərəfləri ölçmə nəticələrinin pirometrlə ölçü obyektinin arasındakı mühitin vəziyyətindən (duman, toz, tüstü və s.) asılı olmasıdır. 700˚C – dən çox, 6000 ˚C – dən az temperaturlar optik pirometrlərlə ölçülür.
Havanı çirkləndirən əsas maddələr. Ekoloji monitorinqlərdə və istehsalatda hava mühitinin parametrlərinə, eləcə də texnoloji proseslərə nəzarət edərkən havada miqdarı ölçülən əsas qazlar cədvəl 11.2 – də 404
verilmişdir. Havanı çirkləndirən maddələrin insan
orqanizminə mənfi təsir etməyən həddinin səviyyələri müvafiq normativ baza ilə müəyyən olunur.
Məsələn, kimyəvi maddələrin yolverilən həddinin miqdarı (YHM) zərərli maddənin kütlə və həcm baxımından göstərilən elə miqdarıdır ki, onunla daima və ya müəyyən vaxt intervalı ərzində təmas edən insanın sağlamlığına demək olar ki, mənfi təsir etmir, onun sonrakı həyatında arzuolunmaz nəticələrə gətirib çıxarmır.
Havanı çirkləndirən maddələrin yolverilən həddilə ə laqədar aşağıdakı miqdar növləri müəyyən edilmişdir: •
yerində maksimal, təkrarlanmayan YHM – YHM i.y
•
İş meydançasında (müəssisənin ərazisində) maksimal, təkrarlanmayan YHM – YHM m.ə
= 0.3 YHM i.y
•
Yaşayış məntəqəsinin atmosferində - YHM y.m.
•
Yaşayış zonasında maksimal, təkrarlanmayan YHM – YHM
y.z.
• Böyük şəhərlər və kurort yerləri üçün maksimal, təkrarlanmayan YHM – =0.8 YHM y.z
•
Yaşayış zonasında orta sutkalıq YHM – YHM o.s.
Maksimal, təkrarlanmayan miqdar havanı çirkləndirən maddənin 20 dəqiqə təsir etdikdə insan orqanizmində reflektor reaksiya yaratmayan, arzuolunmaz nəticələrə gətirib çıxarmayan konsentrasiyasıdır.
Havanın kimyəvi maddələrlə çirklənməsinin analizində tətbiq edilən metodlar ölçülən obyekt haqqında etibarlı məlumatları əldə etməyi nəzərdə tutan, kimyəvi reaksiyalar və fiziki proseslər haqqında biliklərə əsaslanan strategiyanın ayrılmaz hissəsi olmalıdır. Bu metodları iki qrupa ayırmaq olar: kontaktlı və kontaktsız ölçmə metodları. Kontaktlı metodları fərqləndirən əsas cəhət təhlil edilən maddənin nümunəsinin çeviricidə olan maddə ilə 405
qarşılıqlı təsirdə olması və bunun nəticəsində aşağıdakı xassələrini dəyişməsidir: •
Səthinin əksetdirmə qabiliyyəti •
ə ksetdirmə spektri •
•
elektrik potensialı •
qamma – kvant şüalandırmaq qabiliyyəti və s. Cədvəl 11.2
Klassik molekulyar spektroskopiyanın tədqiqat obyekti molekullararası qarşılıqlı təsir qüvvələrinə məruz qalmayan ayrı – ayrı molekullardır. Tədqiq edilən molekul xarici elektromaqnit sahələrin və ətrafdakı zərrəciklərin sahələrinin təsirinə məruz qalır. Buna görə də spektr ayrı – ayrı molekulları deyil, molekul - ətraf mühit sistemini xarakterizə edir. Elektromaqnit şüaların zərrəciklərlə qarşılıqlı təsiri elastik və ya qeyri – elastik xarakterə malik ola bilər. Optik dalğa hadisələrinin əsasında dayanan elastik qarşılıqlı təsir elektromaqnit dalğalarının və ya enerji baxımından ekvivalent zərrəciklərin kinetik enerjisini Qazın adı YHM, mq / m 3
nsan üçün Bitkilər üçün Biosfer üçün Kükürd qazı (SO 2 )
0.02 0.02
Ammonyak (NH 3 ) 0.2 0.05
0.05 Azot oksid (NO 2 )
0.02 0.02
Xlor (Cl 2 ) 0.1 0.025
0.025 Hidrogen sulfid (H 2
0.008 0.02
0.08 Metanol
1.0 0.2
0.2 Benzol
1.5 0.1
0.1 Formaldehid 0.035 0.02
0.02 Tsikoheksan 1.4 0.2
0.2 Buxarlar (H 2 SO
) 0.3
0.1 0.1
Karbon oksid 3.0
4 000 3.0
406
dəyişmədən istiqamətini dəyişməsinə səbəb olur. Qeyri – elastik qarşılıqlı təsir zamanı şüa ilə tədqiq edilən nümunənin molekulları arasında kvanto - optik proseslərin nəticəsində müəyyən dərəcədə enerji mübadiləsi baş verir. Bu enerji mübadiləsi elektromaqnit spektrinin məhdud bir hissəsində, müəyyən
enerjili sahədə
baş verir.
Molekullararası qarşılıqlı təsir özünü molekulların spektrindəki dəyişikliklərdə büruza verir və aşağıdakılara səbəb olur: •
Udulma və buraxma zolaqlarının yeri dəyişir •
Zolaqların forması dəyişir •
Yeni zolaqlar yaranır və ya zolaqlar itir. Müasir laboratoriyalarda aşağıdakı ölçmə metodları tətbiq edilir:
spektroskop metodunun tədqiqat sahəsi uzaq infraqırmızı və mikrodalğa diapazonunda yerləşir. Təsvirlərin dəqiqliyi (obyektin ayrı – ayrı göstərilə bilən iki nöqtəsi arasındakı ən qısa məsafə) 10 -8
sm -1
olduğuna görə kimyəvi birləşmələri, molekulların quruluşunu çox dəqiqliklə müəyyən etməyə imkan verir. Mikrodalğa spektrlərlə maddənin izotop tərkibinin də effektiv tədqiqi mümkündür. Mikrodalğalı spektroskop metodunun tətbiqini məhdudlaşdıran cəhət tədqiq edilən maddənin qaz halına gətirilməsi zərurəti və onun molekullarının normal vəziyyətdə sabit dipol momentinə malik olması tələbidir. İ
və əksolma spektrlərindən istifadə edərək molekullarda baş verən rəqs səviyyələri arasındakı keçidləri və fırlanma keçidlərini tədqiq edir. İnfraqırmızı spektrlərin analizi molekulların identifikasiyası ilə yanaşı,
qarışıqları kəmiyyətcə də təhlil etməyə imkan verir. Optik – akustik metodlar. Şüanın təsiri altında həyəcanlanan molekulların enerjisinin bir hissəsinin ş üalanma ilə müşayiət olunmayan deaktivləşmə vasitəsi ilə 407
istilik enerjisinə çevrilməsi nəticəsində optik – akustik effekt yaranır. Səs tezliyində modulyasiya olunan infraqırmızı şüa axınının udulması absorbsiya gözündə (spektrofonda) pulslaşma yaradır.
Lüminessensləşmə hadisəsinin (maddi sistemlərin verilən temperaturda istilik ş üalanmasının enerjisindən artıq enerji şüalandırması hadisəsi) fluoressensiya və fosforessensiya ilə məhdudlaşdırılması şərti xarakter daşıyır və qalıq işıqlanmanın müddəti ilə əlaqədardır.
reaksiyaların nəticəsində yaranan maddələrə yenə həmin reaksiyadan yaranan digər maddələrdən və ya reaksiyada iştirak edən maddələrdən enerji ötürülməsi sayəsində meydana gələn işıqlanmadır.
oksidləşmə - reduksiya reaksiyasından istifadə edilir. Fotokalorimetr metodu. Bu metoddan istifadə edilən çeviricilərdə həssas elementin səthinin əksetmə xassəsi dəyişdirilir. Kimyəvi lüminessensiya zamanı kimyəvi enerji birbaşa işıq enerjisinə çevrilir ki, bu da kimyəvi reaksiyaların ən elementar komponentlərini, molekulların quruluşunu, enerjinin reaksiya məhsulları arasında yenidən paylanma qaydasını tədqiq etməyə, reaksiyaların sürətini və reaksiyada iştirak edən maddələrin konsentrasiyasını müəyyənləşdirməyə imkan verir. Maddənin qaz halında gedən reaksiyalarda kimyəvi lüminessensiyası sərbəst radikalların və atomların iştirakı ilə baş verən və istilik ayrılması ilə müşayiət olunan kimyəvi çevrilmələrdə özünü göstərir (məsələn, NO + 0 → NO 2 ).
Kimyəvi lüminessensiyanın intensivliyi maddənin kimyəvi tərkibi, molekulların quruluşu, energetik vəziyyət, eləcə də lüminessensiya effekti verən maddələrin, qatışıqların
408
mövcudluğu və temperatur, təzyiq kimi bir çox fiziki və kimyəvi amillərdən asılıdır. Kimyəvi lüminessensiyanın intensivliyi kimyəvi reaksiyanın sürəti ilə və hər baş verən reaksiyada buraxılan lüminessensiya kvantlarının sayı ilə düz mütənasibdir. Kimyəvi reaksiya əsnasında, reaksiyanı başladan enerji ilə reaksiyanın nəticəsində ayrılan istiliyin cəmindən çox olmayan enerji şüalanır. Kimyəvi lüminessensiya prosesi iki mərhələdə gerçəkləşir: Birinci mərhələdə (həyəcanlanma mərhələsi) kimyəvi reaksiya nəticəsində enerjisi çox olan P zərrəcikləri (reaksiya məhsulu) yaranır. P zərrəciyi elə P* vəziyyətində olur ki, ondan şüalanma nəticəsində enerji ayrılır:
A + B → P* + K + M , burada A və B-reaksiyaya girən maddələr; P*-reaksiya nəticəsində yaranan həyəcanlandırılmış reaksiya məhsulu; K və M -reaksiyanın digər məhsullarıdır. Kimyəvi lüminessensiyanın ikinci mərhələsində həyəcanlandırılmış reaksiya məhsulu P* foton buraxaraq normal P vəziyyətinə keçir:
P* → P +hv Yüklə 7,93 Mb. Dostları ilə paylaş:
|