اندازه گيري هاي تحليلي (Analytical ):

[faridbensaeed]

-اندازه گيري هاي تحليلي (Analytical ):
تاكنون با اندازه گيري هايي آشنا شديم كه كميتي فيزيكي مانند فشار ، دما ، … را اندازه گيري مي كنند . گاهي با اندازه گيري يك كميت غير فيزيكي روبرو هستيم. به عنوان مثال براي كنترل فرايند احتراق به اندازه گيري ميزان گاز منواكسيد كربن ( CO ) در دودكش نياز داريم . تعيين مقدار CO، اندازه گيري يك كميت فيزيكي نيست بلكه عبارت است از تشخيص و اندازه گيري غلظت يك ماده در ميان مخلوطي از مواد ديگر . كميت هايي نظيركميت فوق را توسط اندازه گيرهاي تحليلي يا آنالايزرها اندازه گيري مي كنيم. آنالايزرها يك كميت را بر اساس تجزيه و تحليل و استفاده از فرمول ها و جداول لازم اندازه گيري مي كنند. معمولا شرايطي پيش مي آيد كه علاوه بر لزوم دانستن درجه اسيدي و يا هدايت يك مايع، شناخت تركيبات به دست آمده جهت بررسي مرغوبيت محصول حائز اهميت فراواني مي باشد و در اينگونه موارد نه تنها خواص فيزيكي و شيميايي بلكه نتايج نهايي به دست آمده مورد نظر و مطلوب مي باشد . هر چند ممكن است مواردي كه به اين صورت تعيين مي شوند ، كم پيش آيد اما روش هاي به كار رفته هر روز دچار تغيير و تحول شده و تكنيكهاي جديدي براي آناليز مواد به صورت اتوماتيك آن هم جهت تسهيل دسترسي به فرآورده هايي با كيفت بالاتر حاصل مي گردد. گاهي مي خواهيم بدانيم كه مقدار اكسيژن يا هيدروژن موجود در هوا هم اكنون به چه ميزاني مي باشد و در شرايط ديگري ممكن است بخواهيم بدانيم آيا ماده مورد نظر اصلا وجود دارد يا نه و در صورت وجود، دقيقا چند درصد است. براي انجام اين گونه اندازه گيري ها لازم است اطلاعاتي را در زمينه پاسخ ماده مورد نظر به اين اندازه گيري ها بدانيم و يا در جهت به دست آوردن دقيق آن اقدام نماييم. بعضي از اين پاسخ ها مي توانند به شرح زير باشد:
بعضي از گازها داراي خاصيت مغناطيسي هستند در صورتيكه دربقيه گازها چنين خاصيتي به صورت بارز وجود ندارد . يا مورد ديگر اينكه بعضي از مواد داراي خاصيت جذب يك سري تشعشع خاص مي باشند. در صورتيكه اين تشعشع بر ساير مواد بي تاثير است. مثلا دي اكسيد كربن ( CO2 ) از نمونه گازهايي مي باشد كه داراي مشخصات خاص خود مي باشد و اين امكان را به ما مي دهد كه وجود و درصد آن را دقيقا تعيين و يا اندازه گيري كنيم. گاز نامبرده داراي هدايت حرارتي خاصي است كه بطور فاحشي از بقيه گازهاي معمول خصوصا هوا متفاوت مي باشد. همچنين از خواص ديگر اين گاز كه تنوع آشكار سازي آن را ازدياد مي بخشد خاصيت جذب آن توسط مواد شيميايي مي باشد و البته به جهت اينكه دانسيته آن از هوا بيشتر است روشهاي ديگري براي تعيين دقيق مقدار آن نيز موجود مي باشند. جالب تر اينكه عليرغم شباهت شيميايي بسيار زياد منواكسيد كربن (CO ) با دي اكسيد كربن( CO 2 ) اين دو گاز روش هاي اندازه گيري بسيار متفاوتي دارند. يكي از روش هاي معمول براي اندازه گيريCO ،اندازه گيري حرارت ايجاد شده در منواكسيدكربن به هنگام تبديل شدن به دي اکسيد کربن مي باشد. روش هايي كه تا كنون در مهندسي كنترل براي آناليز مواد به كار رفته است به پنج دسته اصلي تقسيم مي شوند كه به شرح زير است . ( براي حفظ مفاهيم دقيق اين روش ها از ترجمه آنها خودداري شده است ):



1) Radiant energy properties :


* Absorbation Spectrometry-visible


* Ultraviolet , Infrared and Xray


* Refraction and dispersion


* Emission Spectrometry


* Nuclear magnetic resonance


* Electron paramagnetic resonance


* Ionizing radiation





2) Electrical properties :


* Dielectric constant


* Magnetic Susceptibility


* Conductivemetry


* Electrolysis


* Electrolysis conductivity





3) Electromotive force(pH) :


* Voltametry


* Polarography





4) Mechanical properties :


* Viscometry


* Specific gravity


* Velocity of sound


* Absorbtion of sound





5) Thermal properties :


* Thermal conductivity


* Transition temperature


* Heat of reaction


* Chromatography


* Mass spectrometry
لازم به يادآوري است كه آنالايزرهاي موجود در پالايشگاه تنها بخشي از موارد فوق را تشكيل مي دهد.

-آنالايزر چيست؟
آنالايزرها دستگاههايي ابزار دقيقي هستند كه مقدار يك ماده را در تركيب بر اساس خواص فيزيكي يا شيميايي آن اندازه‌گيري مي‌كنند و جهت كنترل كيفيت محصول توليدي بكار مي‌روند.

وظايف واحد آنالايزر
§ بررسي روزانه آنالايزرها
§ كاليبراسيون دوره‌اي دستگاهها
§ نگهداري آنالايزرها
§ تعميرات دستگاههاي معيوب
§ تعمير آنالايزرهاي آزمايشگاهي

انواع آنالايزر
1. هدايت‌سنج الكتريكيMeter) (Conductivity
2. اندازه‌گيرpH (pH Meter)
3. اكسيژن آنالايزر (Oxygen Analyzer)
4. رطوبت سنج (Moisture Analyzer)
5. كلر سنج (Cl2 Analyzer)
6. آنالايزر TOC ‏ (Total Organic Carbon)
7. آنالايزر RVP (Reid Vapour Pressure)
8. كروماتوگراف گازي (Gas Chromatograph)
9. آنالايزر H2S
10. آنالايزر CO2
11. آنالايزر گوگرد
12. آناليز هيدروكربن
- هدايت ‌سنج الكتريكي (Meter Conductivity )
§ نوع دستگاه: ساخت ENDRESS-HAUSER وROSEMOUNT و ZELLWEGER
§ كاربرد: اندازه‌گيري خلوص آب و غلظت اسيد و باز
§ محل نصب: واحدهاي آب و بخار و احياي گلايكول
رسانايي در يك رنج وسيعي از صنايع اندازه گيري مي شود، اين نوع آنالايزر غلظت يوني محلولSample را مشخص مي كند . در بعضي صنايع يونها و حتي نوع مولكول ها شناخته مي شوند . در كارخانه صنايع غذايي رسانا نيز نشان دهندة مقدار نمك موجود در غذا مي باشد و همچنين در كنترل كيفيت غذا استفاده مي شود .فاضلاب صنعتي و آبراه هاي آلوده ممكن است مقداري از انواع يونها را در برداشته باشند اين آنالايزر مقدار يونهاي موجود را اندازه مي گيرد، همچنين مقدار يونهاي موجود در آب تصفيه شده در چگونگي تصفيه آب را مشخص مي كند . در فرآيندهاي استريليزه و شستشوي صنعتي از اين نوع دستگاه استفاده مي شود كه در نتيجه مقدار ته نشيني مواد را نمايش مي دهد. در صنعت روكش كاري نيز از رسانا نيز به روش مشابه استفاده مي شود تا استحكام قلم زني را اندازه گيري كنند . بطور كلي اندازه گيري رسانايي روشي سريع و ارزان در تعيين مقدار يون در محلول مي باشد . يونهاي مختلف در تعيين مقدار رسانايي در محلول با هم مشاركت دارند . بعضي يونها مشاركت بيشتري نسبت به ديگري دارند . بعضي مواد دقت اين دستگاه را با لايه اندوختن نسوز كاهش مي دهند . تغييرات دما نيز در كاهش دقت دستگاه بي تأثير نيست .
تئوري اندازه گيري رسانايي را اين چنين مي توان تشريح نمود كه جريان الكتريسيته در اثر حركت الكترونها بوجود مي آيد و نشان مي دهد ذرات باردار )يونها (حامل الكتريسيته مي باشند رسانايي، توانايي عبوري جريان در يك محلول مي باشد و مقدار جريان عبوري با تعداد يونهاي موجود در محلول متناسب مي باشد . بنابراين اندازه گيري مقدار رسانايي غلظت محلول را مشخص مي كند . مواد مختلف داراي رسانايي متفاوت مي باشد . به طور مثال مقدار يونها در محلول با رسانايي پائين )آب بسيار خالص (كمتر از مقدار يونها در محلول با رسانايي بالا (مواد شيميايي غليظ ) مي باشد .مقدار هدايت الكتريكي ) رسانايي ( محلول با زياد شدن دما افزايش مي يابد . اين تغييرات معمولاً توسط(α)با ضريب حرارتي تغييرات هدايت الكتريكي محلول نسبت به دما بيان مي شود كه اين نسبت را Slope مي نامند .به عنوان مثال آب خالص داراي ضريب حرارتي مي باشد كه با افزايش يك درجه سانتي گراد دماي آن مقدار رسانايي % 5 افزايش مي يابد . به همين جهت براي رفع اين مشكل در آناليزرها از جبران كننده دما استفاده شده است تا مقدار واقعي رسانايي مستقل از تغييرات دما اندازه گيري شود. همچنين به طور مثال مقدار رسانايي آب خالص 0.055µs / cm ميكروزيمنس بر سانتيمتر است، آب مقطر نيز 0.5 ميكروزيمنس بر سانتي متر است . آب صنعتي جهت استفاده در بويلر 1 ميكروزيمنس بر سانتي متر، آب آشاميدني 1060 و آب دريا 50000 ميكروزيمنس بر سانتي متر مي باشد.
ميزان هدايت الكتريكي يك سيال چيزي شبيه به جريان الكتريكي گذرنده از يك فلز زماني كه به دو سر آن اختلاف پتانسيل وصل مي شود، است. تفاوت اصلي اين است كه در يك فلز هادي ، جريان با انتقال الكترونها بوجود مي آيد ‌در صورتيكه در مايعات جريان با حركت يونها توليد مي‌شود و اين بدان معناست كه هر چه تعداد يونهاي موجود در مايع بيشتر باشد ميزان حركت ذرات باردار در واحد زمان بيشتر و نهايتا جريان بيشتري توليد مي‌شود. ميزان رسانايي يك مايع با مقاومت الكتريكي رابطه عكس دارد و واحد اندازه‌گيري رسانايي الكتريكي زيمنس (Siemens) مي باشد كه برابر است باΩ-1. رسانايي الكتريكي يك سيال به ميزان ذرات باردار آن سيال يعني يونها و همچنين به سرعت و قابليت حركت آنها بستگي دارد . قابليت حركت يونها به خودي خود به درجه حرارت محلول وابسته است بنابراين در يك دماي ثابت رسانايي الكتريكي به صورت مستقيم به تجمع ذرات بستگي دارد . براي اندازه گيري دما معمولا از PT100 يا PT1000 استفاده مي شود .