Статья:

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ МАССЫ ПРОБЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Конференция: XIX Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»

Секция: 8. Машиностроение

Выходные данные
Эрдман В.Е. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ МАССЫ ПРОБЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. XIX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 12(19). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/12(19).pdf (дата обращения: 18.09.2019)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ МАССЫ ПРОБЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Эрдман Виктор Евгеньевич
студент Иркутского государственного технического университета, РФ, г. Иркутск
Половнева Светлана Ивановна
научный руководитель, доц. кафедры Автоматизации производственных процессов Иркутского государственного технического университета, РФ, г. Иркутск

 

 

При измерении удельной поверхности катализаторов и сорбентов проба сыпучего материала помещается в анализатор в виде навески определенной массы [1]. От точности измерения массы навески во многом зависит точность определения удельной поверхности.

Удельная поверхность — это полная поверхность твердых частиц с учетом микропор и трещин на единицу массы. Этот параметр является показателем качества продукции в производстве катализаторов и сорбентов, т. е. подлежит обязательному измерению.

Кроме того, кинетика многих гетерогенных процессов химической технологии во многом определяется состоянием поверхности твердой фазы. Информация об изменении данного параметра в темпе с процессом позволяет повысить качество регулирования.

Для измерения удельной поверхности применяются анализаторы, работа которых основана на хроматографическом методе тепловой десорбции аргона или азота [2].

Примером таких анализаторов являются:

1.  Sorbi-M;

2.  NOVA;

3.  Monosorb.

Ввод массы навески во всех перечисленных анализаторах выполняется вручную, с клавиатуры, что увеличивает время анализа и чревато субъективными погрешностями. Поэтому предлагается для автоматизированного процесса измерения массы пробы применять весы с МП-преобразованием сигнала (табл. 1,2) и программированием расчета.

Навеска — это небольшое, точно взвешенное (0.001 г) количество анализируемого вещества, взятое от средней его пробы, которое в процессе анализа количественно подвергается всем необходимым операциям.

Для того, что бы правильно измерить навеску, нужно учесть ряд параметров:

·     В заводской лаборатории не должно быть сквозняков, так как это влияет на погрешность при измерении.

·     Весы должны быть установлены на столе, который не качается (для лучшей устойчивости следует сделать полку, которая будет крепиться к несущей стене).

·     недопустимы механические воздействия и манипуляции с навеской.

Таблица 1.

Весы аналитические микропроцессорные


пп


Тип, модель


Цена
деления, мг


Погрешность взвешивания


Цена,
руб


1


Ohaus scout pro spu 123


1


+-0.001


22 527


2


Explorer pro EP114C


1


+-0.003


73 490


3


Sartorius ME254S


0.1


+-0.0001


456 600


4


Cas CAUY-120


0.1


+-0.0002


88 451

 

Исходя из соотношения цена/качество, предлагается использовать электронные аналитические весы (лицензия США) Ohaus, модель SCOUT PRO SPU 123 (рис. 1)

 

Рисунок 1. Внешний вид электронных весов

 

Метрологические характеристики приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Метрологические характеристики Ohaus scout (США)


пп


Наименование МХ


Значение


1


Диапазон измерения, г


0…120


2


Цена деления, мг


1


3


Погрешность взвешивания,г


+-0,001г


4


МПИ, год


1


5


Тип выходного сигнала


Цифровой


6


Индикация показаний


ДМ

 

Технические характеристики приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Технические характеристики Ohaus scuot (США)


Наименования характеристик


SPU123


Наибольший предел взвешивания (НПВ), г


120


Наименьший предел взвешивания (НмПВ), г


0,2


Дискретность отсчета (d) и цена поверочного деления (е), г


0,001


Цена поверочного деления (е), г


0,01


Диапазон выборки массы тары, % от НПВ


0…100


Диапазон рабочих температур, оС


От плюс 10 до плюс 40


Вероятность безотказной работы за 1000 ч


0,92


Средний полный срок службы, лет


8


Габаритные размеры весов, (ДхВхШ),мм


210х192х154


Напряжение,В


220

 

Взвешивание проб активированного угля выполнялось в следующем порядке:

1.  Подключить весы к компьютеру/контроллеру с помощью USB/RS232-кабеля;

2.  Включить весы, установить строго горизонтально;

3.  С ПК запустить программу РСcom.exe (при подключении к контроллеру запуск программы не требуется);

4.  Выбрать порт, к которому подключены весы (при подключении к контроллеру выбор порта не требуется);

5.  Отрегулировать весы до нулевого значения 0.000 (кнопка ON/ZERO off);

6.  Пробу поместить на тарелку для взвешивания и закрыть защитный экран;

7.  Дождаться результата взвешивания и нажать на кнопку PRNT unit;

8.  Результат взвешивания выводился на экран монитора ПК и дисплейный модуль.

 

Рисунок 2. Возможный вариант подключения весов к контроллеру

 

При правильном выполнении всех аналитических операций весового анализа ошибка опыта определяется точностью взвешивания. При одинаковой абсолютной ошибке взвешивания большая навеска исходного вещества приводит к большой относительной точности результата анализа, выражаемой в процентах.

Для автоматического расчета удельной поверхности цифровой сигнал по массе пробы должен быть подан на вход программируемого логического микроконтроллера ПЛК 154 ОВЕН по интерфейсу RS232 [2], что позволит комплексно автоматизировать измерение и расчет удельной поверхности угольных сорбентов в ходе технологического процесса десорбции и регенерации.

 

Список литературы:
1.    Мальчихин А.С., Саливон С.В. и др. Моделирование системы МП — термостатирования адсорбера при измерении удельной поверхности. Сб. Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Малые Винеровские чтения» — Иркутск: ИрГТУ, 2013. С. 16.
2.    Патент РФ на изобретение № 2376582 от 20.12.2009.
3.    СОРБИ — М. Руководство по эксплуатации. — Новосибирск: МЕТА, 2014. — 56 с.