Детектор по теплопроводности (ДТП)

Детектор  по теплопроводности (ДТП)

       ДТП  или  катарометр  является  универсальным  недеструктирующим детектором. В  основу работы ДТП положен процесс  передачи тепла от  нагретого  чувствительного  элемента  к  более  холодному  корпусу  детектора  за счет теплопроводности газового потока (рис. 17). С изменением  состава  газового потока меняется  его  теплопроводность,  т.е.  количество тепла, отводимое от чувствительного элемента. Это, в свою очередь, приводит к изменению температуры, а, следовательно, и электрического сопротивления  чувствительного  элемента.  В  измерительной  схеме  ДТП (рис. 18)  возникает  сигнал  в  виде  разности  потенциалов (напряжения), величина  которого  пропорциональна  концентрации  анализируемого  вещества в газе-носителе.  
 

      Рисунок 17 − Типы ячеек детектора по теплопроводности:

      а − проточные; б  − диффузионные; в − полудиффузионные

      Стрелками показано направление  потока газа-носителя

      Особенностью  ДТП, по сравнению с другими детекторами, является необходимость продувки его  двумя потоками газа-носителя  по рабочей и сравнительной линии, в каждой из которых помещается два чувствительных элемента. Обе линии равноценны и могут быть как рабочей, так и сравнительной. В сравнительную линию ДТП подается, как правило, "чистый"  газ-носитель  из  сравнительной  колонки,  в  рабочую  линию подается поток газа-носителя из рабочей (аналитической) колонки. Таким образом,  в  ДТП  производится  сравнение  теплопроводностей "чистого" газа-носителя  и  газа-носителя,  содержащего  разделенные  в  рабочей  колонке анализируемые вещества.

       В качестве датчиков применяются платиновые, вольфрамовые или позолоченные  вольфрамовые  волокна  в  виде  спиралей,  помещенных  в каналы  металлического  блока,  через  которые  проходит  газ-носитель. Рисунок 18  −  Схема  включения  двухплечевого  катарометра  в  измерительный мост

      Другой  тип катарометра снабжен тирмисторным датчиком, выполненным в виде шарика. Волокна, служащие в качестве датчиков, обычно являются  составной  частью моста Уитстона,  и  через  них  либо  пропускают  постоянный  электрический ток  с  последующим  измерением  изменения  их  сопротивления  по  мере  изменения  температуры, либо  поддерживают  постоянной  их  температуру  и  измеряют  соответствующее изменение электрического тока. Применяется также катарометр с попеременной импульсной обдувкой датчика чистым  газом-носителем и газом-носителем в смеси с анализируемым веществом.

      Когда  температура  и,  следовательно,  сопротивление  чувствительных  элементов R1  и R2  одинаковы,  мост сбалансирован и на  регистрирующий прибор подается нулевой сигнал. При прохождении через измерительную  ячейку  определяемого  компонента сопротивление чувствительного элемента R2 изменяется, а  значение  сопротивления R1 остается первичным. Схема моста при этом выходит из равновесия, и между точками  А  и  В  возникает  разность  потенциалов,  которая  преобразуется  в сигнал, непрерывно регистрируемый потенциометром.