Хроматографический электронный дропчекер :) - Сторінка 2 - Аквафорум

an-2 · 25.11.2010, 17:09

Цитата:

Допис від Starcomputer

Цитата:
Сообщение от an-2
сильная чувствительность к загрязнениям

Каким и откуда ?

Цитата:
Сообщение от an-2
малая величина изменения,

Что это значит ?

Цитата:
Сообщение от an-2
зависимости измерений от температуры

Зависимость чего от чего ?

Можно посчитать. Возьмем не плохой фотодиод для видимого света:
http://www.datasheetcatalog.org/data.../124797_DS.pdf
и светодио: http://www.vishay.com/docs/83005/tlhg420.pdf . Допустим что минимальный измеряемый ток 1микроампер (хотя это не очень важно) и максимальный на 20% больше – 1.2 микроампера, я не думаю, что изменение прохождения света привысит эту величину или поправте меня. Температурный диапазон работы 20...30 градусов (комнатная температура).
Начнем...
Источник питания леда даст нам ошибку в токе питания леда 3% (это не плохой источник питания) значит ошибка в свете та же.
Интенсивность света леда при изменении температуры на 20 градусов, ведь светодиод греется, изменится примерно на 10 % (datasheet fig. 22)
При измерении вы просвечиваете виртуальный цилиндр раствора с площадью сечения примерно 7.3 мм2 (светодиод 7.5 лед 7), если в это просвечиваемое пространство попадет пылинка 0.2 мм (площадь 0.04мм2) она внесет погрещность -0.5%. Направленность фотодиода 50 градусов и если наша пылинка попадет в этот конус она своим отражением то же даст ошибку (уже плюсовую), но это совсем мало. Боротся с пылинками в черном ящика будет тяжело, ведь наш ящик светонепроницаем, что бы не засветить светодиоды внешним светом.
Фотодиод, ошибка от температуры +/-5 градусов (калибровка при 25 градусах раб. темп. 20..30) равна 0,25%.
Всего 3+10+0.5(направление ошибки не важно)+0.25=13.75%, но это при измерении 1 микроампера, а мы помним, что наш сигнал 20% от 1 микроампера. То есть точность измерения 13.75.20*100=68.75%. Это по каждому каналу, у нас их 3... Точность электроники уже не интересно.
Проблемы по измерению есть, но они решаемы. Камерой можно получить не плохой результат, освещять две емкости каким-то источником и получать картинку , с одной стороны емкость с реагентом, а с другой свет от того же источника как контрольный. На картинке не важно что есть маленькая точка от пылинки это можно отинтегрировать по площади, и даже пылинка с пол экрана не помешает нам, лишбы она не была цветной. Мы сможем сравнить образцовый цвет с цветом света прошедшим через раствор, изменение в источнике света одинаково отразятся на обоих половинках экрана и скомпенсируются, даже смещенный баланс белого в камере не помешает, так как он одинаков для обоих частей экрана.
Извиняюсь за ошибки, убегаю...

Skif · 25.11.2010, 12:10

О вопросе узнавания концентрации Со2 в воде посредством измерения измерения его концентрации в газовом пузыре над водой.

Как известно, газы могут как растворяться в воде так и улетучиваться из неё. Процесс самоуравновешивается на кокам-то уровне. Т.е. для каждой концентрации газа над водой будет соответствовать своя концентрация газа в воде. Связь этих концентраций описывается законом Генри.
Применимо для водного раствора Со2 при 25*С
парциальное давление Со2 над водой = коэф. Генри (29,41 литр*атм/моль) * концентрация в воде в моль/литр.
или, с учётом что 1моль Со2= 44.01г, получаем: р=0,000668(литр*атм/мг)*конц. Со2 в воде (мг/л)

Чтоб найти % концентрацию Со2 над водой надо парциальное давление разделить на давление над водой и умножить на 100%. Если всё это дело происходит под водой, в газовом пузыре под колоколом, то надо учитывать глубину погружения. Т.е. С%=(р/1+0,000967*h (см))*100%

Коэф. Генри имеет температурную зависимость. Кому интересно пересчитывать для других температур то можно воспользоваться формулой и вышеприведённой ссылки.

перепроверка наоборот

Найдём концентрацию СО2 в воде при интенсивной продувке атмосферным воздухом с концентрацией 0.03% по объёму.
1)парциальное давление Со2 в атмосфере равно 1атм*0,03%=0,0003атм
2)весовая концентрация Со2 в воде = парциальное давление делить на коэф. Генри, т.е. 0,0003атм/0,000668(литр*атм/мг)=0,45мг/л

Ну или, найдём процентную концентрацию Со2 в газовом пузыре под колоколом на глубине 10см в аквариуме с 30мг/л Со2
С%= (0,000668(литр*атм/мг)*30(мг/л))/(1атм+0,000967(атм/см)*10(см))*100%=1,98%

Ещё раз повторю, если при температурах отличных от 25*С то надо пересчитывать коэффициент Генри.

П.С. надеюсь не ошибся в расчётах

П.П.С. На работе есть шахтный интерферометр (газоанализатор), умеет мерять СО2 в воздухе до 4%. Надо будет как-то взять и практически перепроверить

Starcomputer · 25.11.2010, 12:33

Так, практикум (чтобы понять)

Закон Генри: Р = Кг х С, где:
Р - парциальное давление газа;
Кг - к-т Генри;
С - концентрация газа.
В атмосфере содержится 0,0398% СО2 (по объему).
Значит парциальное давление СО2 = 0,000398 атм.
Кг = 0,000668.
Значит при н.у. содержание СО2 в воде будет 0,000398 / 0,000668 = 0,6 мг/л.
Поскольку рН и СО2 связаны формулой:
рН = - Lg(SQW(K1 x [CO2])), где
K1 - мнимая константа = 4 х 10^(-7)
[СО2] - концентрация СО2, моль/литр = мг/литр / 1000 / 44
то при н.у. рН чистой воды (дистиллят, осмос) будет равен
рН = - Lg(SQW(4 x 10^(-7) x 0,6 / 1000 / 44)) = 5,63
ну в опыте мы получили 5,49 так что будем считать, что теория соотносится с практикой.

Skif · 25.11.2010, 12:48

Starcomputer, а теперь давайте расширенную таблицу для разных температур

Starcomputer · 25.11.2010, 12:59

Skif, а там вроде НЕТ температурной зависмости.
Оффтоп
K1 (константа диссоциации угольной кислоты) = [Н+] x [НСО3-] / [СО2] и от температуры не зависит.
От температуры будет зависеть сколько мы вообще СО2 сможем растворить, но если уж растворили, то рН поплывет вне зависимости от температуры.