Расчет оптического газоанализатора СН4, CO2, H2, H2S

Vetal · Сообщение **Vetal** » Пт ноя 25, 2005 10:40 pm

В принципе, можно делать два замера - один на газы, концентрация которых меньше 10% (остальные результаты игнорируя), потом брать этот газ, разбавлять в 10 раз чем-то типа аргона, и второй замер... (это только мысли вслух)

Евгений_1234 · Сообщение **Евгений_1234** » Пн ноя 28, 2005 12:24 am

Vetal писал(а):В принципе, можно делать два замера - один на газы, концентрация которых меньше 10% (остальные результаты игнорируя), потом брать этот газ, разбавлять в 10 раз чем-то типа аргона, и второй замер... (это только мысли вслух)

Мне не нужны дополнительные расходы на аргон и другие реагенты. Надо расчитать оптический путь что можно померить концентрацию метана 40-80%, углекислота 20-50%. Точность, какая получится. Главное померить, и получить результаты. Там мало кто в этом смыслит, главное чтобы я смог засунуть контроллер и все примерно логически правильно работало.

marat · Сообщение **marat** » Пн ноя 28, 2005 7:29 pm

Евгений_1234 писал(а):
Vetal писал(а):В принципе, можно делать два замера - один на газы, концентрация которых меньше 10% (остальные результаты игнорируя), потом брать этот газ, разбавлять в 10 раз чем-то типа аргона, и второй замер... (это только мысли вслух)
Мне не нужны дополнительные расходы на аргон и другие реагенты. Надо расчитать оптический путь что можно померить концентрацию метана 40-80%, углекислота 20-50%. Точность, какая получится. Главное померить, и получить результаты. Там мало кто в этом смыслит, главное чтобы я смог засунуть контроллер и все примерно логически правильно работало.

Давление какое? При нормальном давлении и соотношении S/N 1:2000 это все можно сделать на 10 мм, ну в худшем случае на 50 мм .

avor · Сообщение **avor** » Пн ноя 28, 2005 8:10 pm

Евгений_1234 писал(а):
Vetal писал(а):В принципе, можно делать два замера - один на газы, концентрация которых меньше 10% (остальные результаты игнорируя), потом брать этот газ, разбавлять в 10 раз чем-то типа аргона, и второй замер... (это только мысли вслух)
Мне не нужны дополнительные расходы на аргон и другие реагенты. Надо расчитать оптический путь что можно померить концентрацию метана 40-80%, углекислота 20-50%. Точность, какая получится. Главное померить, и получить результаты. Там мало кто в этом смыслит, главное чтобы я смог засунуть контроллер и все примерно логически правильно работало.

Оптическая плотность знаете что такое.

Концентрация прямо пропорциональна оптической плотности.

Оптическая плотность прямо пропорционально оптическому пути.

Но это в идиале. Обычно считается, что линейность сохраняется до величины оптической плотности 2(эврестическое правило). Но я часто имею случаи, правда, не в ИК диапозоне, где я не рекомендовал бы и плотность выше 0,5. Вам что бы быть уверенны нужно поставить соответствующие эксперименты.
В принципе, можно использовать и нелинейный участок кривой, но во-первых его нужно замерить(и заложить соответствующую функцию в софт), во-вторых так-как на этом участке чувствительность кривой, как правило сильно падает, потребуется очень высокие требования к точности измерений.

marat · Сообщение **marat** » Вт ноя 29, 2005 7:26 pm

Линейность в ИК зависит от выбора детектора. Для ДТГС - 0,9 А, для МСТ - 0,7 А. Для фотодиодов можно определить по кривой насыщения (не ошибся в названии?

). Но для 10 - 50 мм, скорее всего, адсорбция составит не более 0,1 - 0,3 А.

Seeing_Alter · Сообщение **Seeing_Alter** » Вт ноя 29, 2005 7:59 pm

Здравствуйте, Евгений!
Я поддерживаю Вашу цель сделать бесконтактные, безпробоотборные датчики непрерывного контроля.
При таких больших концентрациях указанных Вами газов нет необходимости применять лазерные диоды.
Для метана, углекислого газе и сероводорода гораздо дешевле применить малогабаритный дисперсионный спектрометр на ближнюю ИК-область с источником излучения в виде лампы накаливания.
Вы не указали содержание водяного пара, по видимому, в естественной смеси его должно быть очень много, близко к точке росы (100% влажность) -это может сильно усложнить задачу.
Осушение смеси приведет к нарушению баланса, так как при выпадении жидкой воды будет много растворенного газа.
Вы также не указали давление и температуру.
Для определения водорода в Вашей смеси стандартные датчики не подходят.
Прибор требует разработки, думаю, что он будет несложным.
Длина кюветы при нормальном давлении и температуре может быть менее 10 см. Погрешность определения содержания газа в динамике может быть единицы процентов - думаю, что это реально необходимая точность; требование 0.1% погрешности при большой концентрации, в реакторе, в динамике слишком жесткое.
Готов помочь Вам с расчетами.
С уважением, Ивлев Олег Александрович

Евгений_1234 · Сообщение **Евгений_1234** » Ср ноя 30, 2005 12:17 am

marat писал(а):Для ДТГС - 0,9 А, для МСТ - 0,7 А. Для фотодиодов можно определить по кривой насыщения (не ошибся в названии? ). Но для 10 - 50 мм, скорее всего, адсорбция составит не более 0,1 - 0,3 А...........

Что это значит? Объясни пожалуйста.

Seeing_Alter писал(а):Готов помочь Вам с расчетами.....

С чего мне начать...
Заранее спасибо

Seeing_Alter · Сообщение **Seeing_Alter** » Ср ноя 30, 2005 2:27 pm

Здравствуйте, Евгений!
Опишите условия работы.
1. Температура, давление, влажность газовой смеси, диапазоны вариаций.
2. Наличие побочных газов и аэрозолей.
3. Условия отвода газов в зону контроля (контроль непосредственно в реакторе, или в стационарной кювете с некоторой пробоподготовкой-осушением, очисткой газа и т.п.).
4. Условия работы прибора (лаборатория или внешняя среда).
5. Требуется ли непрерывный контроль, периодичность измерений.
6. Чем обусловлена заданная точность измерений 0.1% - обсуждается ли эта погрешность?
7. Речь идет о макете или опытном образце?
С уважением, Ивлев О.А.

Евгений_1234 · Сообщение **Евгений_1234** » Ср ноя 30, 2005 6:45 pm

1. Температура 0-60 С, Давление атмосферное потом увеличивается не более на +20%, влажность не более 80%, концентрация метана 20-80%, углекислоты 20-60%,сероводорода до 10%, водорода < 1%
но водород можно и не определять,т.к. в этом обЪеме находятся только эти 4 газа и пары воды, и его я смогу примерно подсчитать в самом контроллере.
2. Какие могут быть побочные газы?
3. Лучше было бы чтобы газ подводился к кювете из реактора.
4. Внешняя среда.
5. Процессы в реакторе достаточно инертны и поэтому нет необходимости проводить непрерывный контроль.
6. Точность мне не задана, желательно выжать из прибора все что можно.
7. Если успею подать расчеты на стол преподавателя как можно раньше, то возможно выделят деньги на создание опытного образца.

Seeing_Alter писал(а):При таких больших концентрациях указанных Вами газов нет необходимости применять лазерные диоды.
Для метана, углекислого газе и сероводорода гораздо дешевле применить малогабаритный дисперсионный спектрометр на ближнюю ИК-область с источником излучения в виде лампы накаливания.

почему так?

marat · Сообщение **marat** » Ср ноя 30, 2005 7:06 pm

Евгений_1234 писал(а):
marat писал(а):Для ДТГС - 0,9 А, для МСТ - 0,7 А. Для фотодиодов можно определить по кривой насыщения (не ошибся в названии? ). Но для 10 - 50 мм, скорее всего, адсорбция составит не более 0,1 - 0,3 А...........

Что это значит? Объясни пожалуйста.
В ИК-спектроскопии наиболее распространены детекторы на основе дейтерированного триглицинсульфата (ДТГС) и теллурида ртути и кадмия (МСТ). Они имеют линейную зависимость сигнала до определенной величины поглощенного излучения, соответсвенно ДТГС - 0,9 А, для МСТ - 0,7 А

marat · Сообщение **marat** » Ср ноя 30, 2005 7:10 pm

Евгений_1234 писал(а):...
2. Какие могут быть побочные газы?
...

Атмосферные

P.S. Как собрался менять частоту излучения диода? Возможно источник с непрерывным спектром (лампа) и циклический диспергирующий элемент (диффракционная решетка) будет лучшим вариантом. Или может даже с интерферометром.

Seeing_Alter · Сообщение **Seeing_Alter** » Ср ноя 30, 2005 8:03 pm

Здравствуйте, Евгений!

Дополнительные газы могут быть - азот, аммиак, угарный газ, ацетон и др.

Предварительные расчеты сделаны.

Пришлите мне свой e-mail, я вышлю Вам расчеты и графики спектров пропускания смеси при следующих параметрах:

Спектральный диапазон 0.5…5 мкм
Спектральное разрешение 1 нм (относительно азота)
Давление/температура 1 атм/0 гр.С
1.2 атм/ 60 гр.С
Длина кюветы 10 см
Оптический путь 20 см (двойной проход)
Относительная влажность 65%
Состав смеси:
метан 50%
углекислота 30%
сероводород 10%

С уважением, Ивлев О.А.[/img]

avor · Сообщение **avor** » Чт дек 01, 2005 4:22 pm

marat писал(а):
Евгений_1234 писал(а):...
2. Какие могут быть побочные газы?
...
Атмосферные
P.S. Как собрался менять частоту излучения диода? Возможно источник с непрерывным спектром (лампа) и циклический диспергирующий элемент (диффракционная решетка) будет лучшим вариантом. Или может даже с интерферометром.

Марат, я думаю в данном разрезе все проще, можно просто поставить два-три, пять разных светодиодов с разной частотой излучения.

Евгений_1234 · Сообщение **Евгений_1234** » Чт дек 01, 2005 7:02 pm

marat писал(а):
P.S. Как собрался менять частоту излучения диода?

Не надо ни чего менять. На каждый газ свой диод.

Евгений_1234 · Сообщение **Евгений_1234** » Пт дек 02, 2005 6:57 pm

Seeing_Alter писал(а):Пришлите мне свой e-mail,

elerr@mail.ru

marat · Сообщение **marat** » Пт дек 02, 2005 7:37 pm

Евгений_1234 писал(а):
marat писал(а):
P.S. Как собрался менять частоту излучения диода?
Не надо ни чего менять. На каждый газ свой диод.

А если не секрет, можешь сказать, какие диоды и в каких условиях?

Евгений_1234 · Сообщение **Евгений_1234** » Сб дек 03, 2005 11:19 pm

marat писал(а):какие диоды ?

.
http://mirdog.spb.ru/index.htm

Евгений_1234 · Сообщение **Евгений_1234** » Вс дек 04, 2005 7:09 pm

Seeing_Alter писал(а):Пришлите мне свой e-mail

elerr@mail.ru

spectr · Сообщение **spectr** » Вт янв 24, 2006 11:41 pm

[quote="Евгений_1234"], Тут нужны масс-спектрометры и оптическая эмиссионная спектроскопия. Что касается спекрофотометрии поглощения на оптопарах, трудно будет подобрать светофильтры и избирательные светодиоды. А в целом, это классика, много КБ при Союзе изобретало, но так и не создали (не успели).

Евгений_1234 · Сообщение **Евгений_1234** » Чт янв 26, 2006 6:23 pm

spectr писал(а):, Что касается спекрофотометрии поглощения на оптопарах, трудно будет подобрать светофильтры.

А если использовать вольфрамовую лампу накаливания, свето фильтры, фотодиоды? Вот таким образом представляется возможность контроля концентрации.

spectr писал(а):, А в целом, это классика, много КБ при Союзе изобретало, но так и не создали (не успели).

Что значит не успели? Кто-то другой сделал?

Форум химиков

Расчет оптического газоанализатора СН4, CO2, H2, H2S

Re: Расчет оптического газоанализатора СН4, CO2, H2, H2S

Re: Расчет оптического газоанализатора СН4, CO2, H2, H2S

Кто сейчас на конференции