測氫儀全過程采用微電腦單片機(jī)控制,測氫儀接通電源后,通過鍵盤,鍵入日期,試樣重量和氫空白值及分析試樣的水份值,按一下測氫鍵,電機(jī)正轉(zhuǎn),帶動(dòng)送樣棒向前推進(jìn)試樣,推進(jìn)到300℃處時(shí),測氫儀微電腦使電機(jī)停轉(zhuǎn),并延時(shí)30秒,然后進(jìn)到500℃處,微電腦使電機(jī)停轉(zhuǎn),并延時(shí)2分鐘,然后單片機(jī)發(fā)出信號(hào),使電機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)送樣棒繼續(xù)向前推進(jìn)試樣,推進(jìn)到850℃處,微電腦使電機(jī)停轉(zhuǎn),并延時(shí)10分鐘,然后發(fā)出信號(hào),使電機(jī)反轉(zhuǎn),帶動(dòng)送樣棒將盛放試樣的盤拉出到原來的位置后,電機(jī)停轉(zhuǎn),報(bào)警器報(bào)警提示,以表示測試的全過程結(jié)束,打印機(jī)打印出測試數(shù)據(jù)。
自動(dòng)測氫儀具體的工作原理如下:
煤樣在850℃高溫條件下于凈化過的氧氣流中燃燒分解,使氫轉(zhuǎn)化為水,碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳,反應(yīng)式如下:
將燃燒生成的水和二氧化碳在氧氣流的吹動(dòng)下通過涂有五氧化二磷的鉑內(nèi)壁式電解池,在無水分氣體通過時(shí),電解池內(nèi)阻近無窮大,正負(fù)極之間呈開路狀態(tài)無電流通過。當(dāng)含有水份的氣體通過電解池時(shí),水立即被五氧化二磷吸收,生成偏磷酸,方程式如下:
H2O+P2O5───→ 2HPO3
這時(shí)電解池內(nèi)阻減小,流過電解池的電流逐漸增大,通過電解產(chǎn)生反應(yīng)如下:
陽極:2PO3 ---- 2e ─→ P2O5+O2↑
陰極:2H++2e ─→ H2↑
流過電解池的zui大電流不得小于600mA。隨著電解進(jìn)行,偏磷酸越來越少,電解電流也隨之下降,降到終點(diǎn)電流(70mA)時(shí),表示電解已結(jié)束,測得電解過程中所消耗電量,應(yīng)用法拉弟定律,可計(jì)算出被測定物質(zhì)的質(zhì)量W。
W= ∫0t idt
式中:F:為法拉弟定律數(shù)數(shù)值為96487庫侖;
M:為被測物質(zhì)的摩爾質(zhì)量數(shù):
n:為參加電極反應(yīng)物質(zhì)的電子轉(zhuǎn)移數(shù);
i:為電解電流
t:為電解時(shí)間。
由于該測氫儀儀器以法拉弟定律為設(shè)計(jì)原理依據(jù),利用庫侖積分儀,采用定量量化技術(shù)和微電腦單片機(jī)控制等*技術(shù)可直接顯示氫的質(zhì)量毫克數(shù),打印機(jī)打印出三種氫值,若試樣重為G(mg),可按下式計(jì)算出各種氫值的百分含量:
式中:W:儀器氫顯示數(shù);(mg)
G:試樣重量;(mg)
G1:測定出的氫的空白值;(mg)
Mad:分析煤樣的水份值;%
0.1119,將水折算成氫的系數(shù)。