先進(jìn)熱動力測試技術(shù)AdvancedThermalandPowerEngineeringMeasurementTechnology目錄PAGEDIRECTORY緒論1測量技術(shù)的基本知識2誤差分析與測量不確定度3溫度測量4壓力測量5流量測量7液位測量8氣體成分及顆粒物測量9轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩及功率測量10振動與噪聲測量11流速測量6先進(jìn)測試技術(shù)發(fā)展1209第九章能源與動力學(xué)院氣體成分及顆粒物測量概述氣相色譜分析法紅外氣體分析儀氧量分析儀顆粒物排放測量第一節(jié)概述目的燃燒過程監(jiān)測與控制、產(chǎn)物生成機(jī)理、有害排放物控制等。排放種類氣態(tài)排放物：CO、HC、NOx、SO2、CO2、O2等固態(tài)排放物：顆粒物取樣方法直接取樣法（DirectSampling）全流取樣法（FullFlowSampling）比例取樣法（ProportionalSampling）定容取樣法（ConstantVolumeSampling，即CVS）09第九章能源與動力學(xué)院氣體成分及顆粒物測量概述氣相色譜分析法紅外氣體分析儀氧量分析儀顆粒物排放測量第二節(jié)氣相色譜分析法一、氣相色譜分析的基本原理1、組分分離的基本原理利用物理的方法實(shí)現(xiàn)混合物組分分離的技術(shù)，利用流動相推動被分析的混合物通過裝有固定相的色譜柱，并在色譜柱中實(shí)現(xiàn)分離的。固定相一般是具有吸附性能的固體，或具體溶解性能的液體，各種組分的吸附能力或溶解度不同，會產(chǎn)生濃度分配，用分配系數(shù)Ki表示當(dāng)兩相做相對運(yùn)動時，分配系數(shù)大的組分不容易被流動相流體帶走，因而它在固定相中滯留時間長，而分配系數(shù)小的組分則滯留時間短，經(jīng)過一定時間后，各組分得以分離。組分分離的基本原理第二節(jié)氣相色譜分析法一、氣相色譜分析的基本原理1、組分分離的基本原理根據(jù)不同的流動相物態(tài)，色譜分析分為液相色譜分析和氣相色譜分析兩種。前者用液體作為流動相，后者用氣體作為流動相，通常稱氣體流動相為載氣。色譜柱中的固定相也有兩種狀態(tài)，即固態(tài)和液態(tài)，因此，以氣相色譜為例，有氣—固色譜和氣—液色譜之分。前者利用固態(tài)充填物對不同組分吸附能力的差別進(jìn)行組分分離，后者則利用液態(tài)充填物對不同組分溶解度的差別實(shí)現(xiàn)組分分離。氣相色譜儀實(shí)物圖第二節(jié)氣相色譜分析法一、氣相色譜分析的基本原理2、色譜分析儀的一般流程氣相色譜儀主要由載氣系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理以及記錄顯示系統(tǒng)等組成。氣相色譜儀的簡化流程圖第二節(jié)氣相色譜分析法一、氣相色譜分析的基本原理2、色譜分析儀的一般流程載氣由高壓氣瓶供給，多數(shù)使用N2、H2、He等氣體，經(jīng)干燥凈化裝置除去雜質(zhì)和水分再經(jīng)過計(jì)量調(diào)節(jié)儀表使之以穩(wěn)定的壓力和精確的流量先后進(jìn)入汽化室、色譜柱、檢測器，然后放空。被分析試樣用微量注射器打進(jìn)汽化室，當(dāng)試樣為液體時，要經(jīng)汽化室加熱使之瞬間汽化，成為氣體試樣，試樣被載氣帶進(jìn)色譜柱進(jìn)行分離，不同組分將按順序依次進(jìn)入檢測器。色譜爐是為色譜柱提供恒定或按程序改變溫度環(huán)境的裝置。由于樣品中各組分的沸點(diǎn)、極性或吸附性能不同，經(jīng)過多次的分配或吸附/解吸，結(jié)果是在載氣中分配濃度大的組分先流出色譜柱，而在固定相中分配濃度大的組分后流出。當(dāng)組分流出色譜柱后，立即進(jìn)入檢測器。檢測器將載氣中組分含量的多少轉(zhuǎn)換為與之成比例的電信號。當(dāng)將這些信號放大并記錄下來時，就是形成了包含色譜的全部原始信息的色譜圖。第二節(jié)氣相色譜分析法一、氣相色譜分析的基本原理3、氣相色譜的優(yōu)點(diǎn)1）分離效能高。對物理化學(xué)性能很接近的復(fù)雜混合物質(zhì)都能很好地分離，并進(jìn)行定性/定量檢測。2）靈敏度高。只需要不足1mL的氣體樣品或不足1μL的液體樣品，就能檢測出10–6級甚至10–9級的雜質(zhì)含量。3）分析速度快。在幾秒鐘內(nèi)即可獲得精確的分析結(jié)果。氣相色譜分析流程4）應(yīng)用范圍廣。氣相色譜法可以分析氣體、易揮發(fā)的液體和固體樣品。就有機(jī)物分析而言，應(yīng)用最為廣泛，可以分析約20％的有機(jī)物。此外，某些無機(jī)物通過轉(zhuǎn)化也可以進(jìn)行分析。第二節(jié)氣相色譜分析法二、組分定性分析定性分析是指根據(jù)色譜峰圖確定被分析的混合物中含有何種物質(zhì)。當(dāng)與已知純物質(zhì)對照定性時，其常用的定性分析方法有以下幾種。1、保留值定性組分在色譜柱的滯留值稱為保留值，如保留時間、保留體積。它們又分為絕對保留值和相對保留值。保留時間指的是從被測組分開始進(jìn)入色譜柱到流出色譜柱后出現(xiàn)濃度最大值所需的時間，反映組分在色譜柱中滯留時間的長短。保留體積指的是組分從進(jìn)樣開始到出現(xiàn)峰最大值所需的流動相（載氣）體積，即對應(yīng)保留時間的載氣體積。第二節(jié)氣相色譜分析法1、保留值定性絕對保留值定性。在色譜柱和操作條件（如柱溫、進(jìn)樣量、流速等）嚴(yán)格不變的條件下，通過對比試樣中具有與純物質(zhì)相同的出峰（保留）時間的色譜峰，就可以確定該試樣中是否有該物質(zhì)及在色譜圖中的位置。保留時間比保留體積對流速的波動更敏感，最好用保留體積進(jìn)行定性。純物質(zhì)加入法定性。當(dāng)流速有波動時，首先將要測定的樣品做色譜實(shí)驗(yàn)，然后將已知的純物質(zhì)組分加入樣品中，在相同的色譜條件下再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察各組分色譜峰的相對變化。若某一色譜峰的峰高增加了，則表明該樣品中可能含有該組分。相對保留值定性。相對保留值僅與色譜柱種類及柱溫有關(guān)，而受操作條件影響很小，而且在色譜手冊中能查到各種物質(zhì)在不同固定相上的相對保留值，故也可作為定性指標(biāo)。當(dāng)樣品的組成成分比較復(fù)雜，難以推測其組成，且相鄰的兩峰距離較近時，采用相對保留值定性方法得到的結(jié)果容易發(fā)生錯誤，因此這種方法更適合于分析氣體混合物。第二節(jié)氣相色譜分析法二、組分定性分析2、化學(xué)反應(yīng)定性化學(xué)反應(yīng)定性是通過檢測樣品經(jīng)反應(yīng)后的組分，以推斷其他組分的定性反應(yīng)。這種定性方法特別適用于含有某種特定官能團(tuán)的化學(xué)組分。這些帶有官能團(tuán)的氣體化合物能與特征試劑起反應(yīng)，生成相應(yīng)的衍生物，處理后的樣品色譜圖上該類物質(zhì)的色譜峰或提前，或后移，或消失。比較處理后樣品的色譜圖就可以推斷哪些組分屬于哪類（族）化合物。例如：氣體鹵代烷與乙醇–硝酸銀反應(yīng)，生成白色沉淀，色譜圖上鹵代烷峰全部消失。又如，烷烯烴氣體組分加入HBr，使其與烯烴加成，色譜峰后移，可作族組成定性。氣體硫醇與Pb（OAc）2作用生成黃色沉淀，色譜峰消失等。第二節(jié)氣相色譜分析法二、組分定性分析3、檢測器定性與質(zhì)譜（Massspectrometry，MS）聯(lián)用技術(shù)定性。GC/MS聯(lián)用儀中的質(zhì)譜是氣相色譜儀的檢測器，檢測器所給出的總離子流色譜圖和組分質(zhì)譜圖可用于定性。進(jìn)行定性的常用方法是標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫檢索。利用計(jì)算機(jī)將待測組分（純化合物）的質(zhì)譜圖與計(jì)算機(jī)內(nèi)保存的已知化合物的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖按一定程序進(jìn)行比較，將配度（相似度）最高的若干化合物的名稱、分子質(zhì)量、分子式、識別代號及匹配率等數(shù)據(jù)列出供后續(xù)的分析參考使用。選擇性檢測器定性。選擇性檢測器是指對某些物質(zhì)特別敏感，響應(yīng)值很高；而對另一類物質(zhì)卻極不敏感，響應(yīng)值很低，因此可用來判定被檢測物質(zhì)是否為這類化合物。為了更有效地利用檢測器的特征信號進(jìn)行定性，多采用不同類型的雙檢測器系統(tǒng)進(jìn)行定性。在選擇雙檢測器時，應(yīng)使兩種檢測器的響應(yīng)信號比隨組分種類不同有很大變化。第二節(jié)氣相色譜分析法二、組分定性分析4、總結(jié)利用保留值定性方法簡單，但是要求操作條件比較苛刻；化學(xué)反應(yīng)定性，操作手續(xù)比較繁雜，要求的樣品量較多，不適合痕量組分的定性；選擇性檢測器定性，靈敏度高，適合痕量組分的定性，但儀器比較昂貴。一般來說，特別在工業(yè)氣體分析中，首先用保留值定性，大體上可以定出色譜峰的基本結(jié)果；對于比較復(fù)雜的氣體混合物，再用檢測器定性來進(jìn)一步驗(yàn)證定性的結(jié)果。第二節(jié)氣相色譜分析法三、組分定量分析氣相色譜儀的定量分析通常采用峰面積法或峰高法。故定量分析首先要解決峰面積或峰高的測量。當(dāng)色譜峰形對稱時，通常采用“峰高乘以半峰寬度法”，其計(jì)算公式如下A=1.065hW0.5h式中，A為峰面積；h為峰高；W0.5h為半峰寬度；1.065為修正系數(shù)。當(dāng)色譜峰形不對稱峰時，如前伸或拖尾等，則采用“峰高乘以平均峰寬度法”；對有機(jī)同系物的狹窄峰的測量，通常采用“峰高乘以保留時間法”；其他還有“三角形測量法”以及“以峰高代替峰面積法”等。常用的定量分析方法有三種：歸一化法內(nèi)標(biāo)法外標(biāo)法第二節(jié)氣相色譜分析法四、工業(yè)氣相色譜分析儀的組成工業(yè)氣相色譜儀\包括取樣系統(tǒng)、載氣流路、進(jìn)樣裝置、色譜柱、檢測器、色譜爐、溫度控制系統(tǒng)、程序控制器、信息處理和顯示記錄裝置等。工業(yè)氣相色譜分析儀的基本組成第二節(jié)氣相色譜分析法四、工業(yè)氣相色譜分析儀的組成1、色譜柱色譜柱的分離效果除與柱長、柱徑和柱形有關(guān)外，還與所選用的固定相和柱填料的制備技術(shù)以及工作溫度、載氣性質(zhì)、流量等許多因素有關(guān)。色譜柱有填充柱及毛細(xì)管柱兩種，填充柱中裝有固體吸附物質(zhì)或固定液的擔(dān)體。填充物應(yīng)能夠分離N2、O2、H2、Ar等高沸點(diǎn)的各種混合物。毛細(xì)管柱又可分為空心毛細(xì)管柱和填充毛細(xì)管柱兩種?？招拿?xì)管柱是將固定液直接涂在內(nèi)徑只有0.05mm的玻璃或金屬毛細(xì)管的內(nèi)壁上，填充毛細(xì)管柱是將某些多孔性固體顆粒裝入厚壁玻管中，然后加熱拉制成毛細(xì)管，一般內(nèi)徑為0.25～0.5mm。固定相可分為固體固定相和液體固定相兩種。固體固定相是一種吸附劑，對不同組分有不同的吸附能力；固定液是一些高沸點(diǎn)的有機(jī)液體。氣–固色譜常用粒狀的氧化鋁、硅膠、活性炭、分子篩和高分子多孔微球等作為固定相；氣–液色譜采用的固定相有硅油、液態(tài)石蠟、聚乙烯乙二醇、甘油等。第二節(jié)氣相色譜分析法四、工業(yè)氣相色譜分析儀的組成2、檢測器檢測器也稱為鑒定器，也是儀器的關(guān)鍵部件，經(jīng)過色譜柱分離的組分要用檢測器把它們轉(zhuǎn)化為易于測量的電信號，然后送記錄系統(tǒng)記錄下來。因此，檢測器就是對載氣中各組分濃度變化的敏感器，可分為濃度型和質(zhì)量型兩類。濃度型檢測器測量的是載氣中組分濃度的瞬間變化，即檢測器的響應(yīng)值正比于組分的濃度，如熱導(dǎo)檢測器（Thermalconductivitydetector，TCD）、電子捕獲型檢測器（Electroncapturedetector，ECD）。質(zhì)量型檢測器測量的是載氣中所攜帶的樣品進(jìn)入檢測器的速度變化，即檢測器的響應(yīng)信號正比于單位時間內(nèi)組分進(jìn)入檢測器的質(zhì)量，如氫火焰電離檢測器（Flameionizationdetector，F(xiàn)ID）和焰光光度檢測器（Flamephotometricdetector，F(xiàn)PD）。第二節(jié)氣相色譜分析法四、工業(yè)氣相色譜分析儀的組成2、檢測器1）熱導(dǎo)池檢測器（TCD）在一塊不銹鋼基體上加工出大小相同、形狀完全對稱的孔道，每個孔道裝有熱敏元件，另有開孔與氣路相通。開有雙孔道的稱為雙臂熱導(dǎo)池，開有四個孔道的稱為四臂熱導(dǎo)池。四臂熱導(dǎo)池靈敏度比雙臂熱導(dǎo)池高約一倍，目前普遍使用的是四臂熱導(dǎo)池。熱敏元件為細(xì)錸鎢合金絲，繞成細(xì)螺旋形焊在弓形架上，安裝在池孔中央。四臂熱導(dǎo)池檢測第二節(jié)氣相色譜分析法四、工業(yè)氣相色譜分析儀的組成2、檢測器2）氫火焰離子化檢測器（FID）氫火焰離子化檢測器簡稱氫焰檢測器。氫火焰離子化檢測器的核心部分是離子室，離子室由不銹鋼制成，包括氣體入口和出口，火焰噴嘴，極化極和收集極以及噴嘴附近的點(diǎn)火線圈等部件。其中金屬圓環(huán)狀極化極為陽極,圓筒狀收集極為陰極。氫火焰離子化檢測器結(jié)構(gòu)原理圖第二節(jié)氣相色譜分析法四、工業(yè)氣相色譜分析儀的組成2、檢測器3）火焰光度檢測器（FDP）火焰光度檢測器由氫火焰發(fā)光和光電檢測器兩部分組成。發(fā)光部分由燃燒器、發(fā)光室及點(diǎn)火器組成,燃燒器由氣體通道與火焰噴嘴組成。光電檢測部分包括石英窗、濾光片和光電倍增管?；鹧婀舛葯z測器是檢測含硫或含磷化合物、特別是痕量硫化物的專用檢測器,其靈敏度高,選擇性好。4）電子捕獲檢測器（ECD）電子捕獲檢測器具有對電負(fù)性組分進(jìn)行選擇性響應(yīng)的特性,在檢測器中裝有一個圓筒狀的同位素63Ni為β放射源,在陰極,陽極間用聚四氟乙烯或陶瓷做絕緣體.09第九章能源與動力學(xué)院氣體成分及顆粒物測量概述氣相色譜分析法紅外氣體分析儀氧量分析儀顆粒物排放測量第三節(jié)紅外氣體分析法一、紅外氣體分析原理光學(xué)上，通常將波長為0.78~300μm范圍內(nèi)的電磁波稱為紅外輻射線或紅外光。通過研究紅外輻射與試樣分子振動能級相互作用，利用紅外吸收譜帶的波長位置和吸收強(qiáng)度來測定試樣組成、分子結(jié)構(gòu)的分析方法稱為紅外（吸收）光譜法。物質(zhì)的紅外吸收光譜是物質(zhì)的分子被紅外輻射線照射后，引起分子內(nèi)的振動能級和轉(zhuǎn)動能級躍遷而產(chǎn)生的。紅外吸收光譜反映了物質(zhì)分子中不同波長紅外線的選擇性吸收性質(zhì)。氣體名稱分子式紅外線特征吸收波帶范圍/μm吸收率/％一氧化碳CO4.5～4.788二氧化碳CO22.75～2.84.26～4.314.25～14.5909788甲烷CH43.25～3.47.4～7.97580二氧化硫SO24.0～4.177.25～7.59298氨NH37.4～7.713.0～14.596100乙炔C2H23.0～3.17.35～7.713.0～14.0989899幾種氣體分子的紅外特征吸收波帶范圍第三節(jié)紅外氣體分析法一、紅外氣體分析原理部分常見氣體的紅外吸收光譜第三節(jié)紅外氣體分析法一、紅外氣體分析原理紅外光譜分析是根據(jù)不同分子的特征吸收波帶來鑒別分子種類的，理論基礎(chǔ)是朗伯–比爾吸收定律（Lambert-Beerlaw），描述了氣體對一定波長的紅外輻射的吸收強(qiáng)度與氣體濃度之間的關(guān)系適用于紫外光、可見光、紅外光區(qū)的吸收測量，適用于氣體，以及其他均勻的、非色散的吸光物質(zhì)，包括溶液和固體。該定律只對單一頻率的紅外光才適用，在實(shí)際應(yīng)用需加上濾光片，使紅外光線的頻率盡量限制在一個窄的范圍內(nèi)。除了待測物質(zhì)要吸收紅外能量外，組成紅外傳感器的光學(xué)元件也要吸收或者反射能量，引起測量的誤差。在實(shí)際計(jì)算過程中，需要對該定律進(jìn)行修正。A為溶液的吸光度；I0為紅外光源向氣體的入射強(qiáng)度；I為經(jīng)氣體吸收后透射的紅外輻射強(qiáng)度；kλ為氣體對波長為λ的紅外輻射的吸收系數(shù)，對于某一特定的組分，kλ為常數(shù)；c為氣體的摩爾濃度；l為紅外輻射透過的氣體厚度。第三節(jié)紅外氣體分析法二、紅外氣體分析儀的結(jié)構(gòu)1、紅外氣體分析儀的類型從是否把紅外光變成單色光劃分，可分為不分光型（非色散型）和分光型（色散型）兩種。不分光型（NDIR）是指光源發(fā)出的連續(xù)光譜全部都投射到被測樣品上，待測組分吸收其特征吸收波帶的紅外光。由于待測組分往往不止一個吸收帶，因而NDIR的檢測方式具有積分性質(zhì)。不分光型儀器的靈敏度高，具有較高的信噪比和良好的穩(wěn)定性。缺點(diǎn)是待測樣品各組分間有重疊的吸收峰時，會給測量帶來干擾。固定分光型（CDIR）采用一套分光系統(tǒng)，使通過測量氣室的輻射光譜與待測組分的特征吸收光譜相吻合。優(yōu)點(diǎn)是選擇性好、靈敏度高，缺點(diǎn)是分光后光束能量小，分光系統(tǒng)任一元件的微小位移都會影響分光的波長。第三節(jié)紅外氣體分析法二、紅外氣體分析儀的結(jié)構(gòu)1、紅外氣體分析儀的類型從光學(xué)系統(tǒng)劃分，可以分為雙光路和單光路紅外氣體分析儀。雙光路是從兩個相同的光源或從精確分配的一個光源發(fā)出兩路彼此平行的紅外光束，分別通過幾何光路相同的分析氣室、參比氣室后進(jìn)入檢測器。單光路是從光源發(fā)出單束紅外光，只通過一個幾何光路。但對于檢測器，接收到的是兩個不同波長的紅外光束，只是它們到達(dá)檢測器的時間不同。即利用調(diào)制盤的旋轉(zhuǎn)，將光源發(fā)出的光調(diào)制成不同波長的紅外光束，輪流通過分析氣室送往檢測器，實(shí)現(xiàn)時間上的雙光路。第三節(jié)紅外氣體分析法三、紅外氣體分析儀的結(jié)構(gòu)2、光學(xué)系統(tǒng)部件紅外氣體分析儀主要由發(fā)送器和測量電路兩部分構(gòu)成：發(fā)送器的作用是將被測組分的濃度變化轉(zhuǎn)化為某種電參數(shù)的變化，再通過相應(yīng)的測量電路轉(zhuǎn)換成電壓或電流等信號輸出。發(fā)送器由光學(xué)系統(tǒng)和檢測器兩部分組成，光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成部件主要有：紅外輻射光源組件，包括紅外輻射光源、反射體和切光（頻率調(diào)制）裝置；氣室和濾光元件，包括測量氣室、參比氣室、濾波氣室和干涉濾光片。第三節(jié)紅外氣體分析法三、紅外氣體分析儀的結(jié)構(gòu)3、檢測器根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理的不同，可以分成氣動檢測器（如薄膜電容檢測器、微流量檢測器）和固體檢測器（如半導(dǎo)體檢測器、熱釋電檢測器）兩類。氣動檢測器靠氣動壓力差工作，薄膜電容檢測器中的薄膜振動靠這種壓力差驅(qū)動，微流量檢測器中的流量波動也是由這種壓力差引起的。不分光型（NDIR）的原理源自氣動檢測器，只對待測氣體特征吸收波長的光譜有靈敏度，不需要分光就能得到很好的選擇性。半導(dǎo)體檢測器和熱釋電檢測器的檢測元件均為固體器件，固體檢測器直接對紅外輻射能量有響應(yīng)，對紅外輻射光譜無選擇性，這種紅外分析屬于固定分光型（CDIR）。第三節(jié)紅外氣體分析法四、典型紅外氣體分析儀結(jié)構(gòu)應(yīng)用半導(dǎo)體檢測器的紅外氣體分析儀的結(jié)構(gòu)原理圖。紅外光源10發(fā)射的紅外輻射經(jīng)拋物面反射鏡1反射，聚成平行的紅外光束。該紅外光束通過扇形板截光器2（由電動機(jī)12帶動）調(diào)制，以一定的頻率交替地通過參比室9和測量室4，然后分別經(jīng)反射鏡6和整體式濾光器7（干涉濾光片）投射到半導(dǎo)體紅外檢測器8上。在測量過程中，半導(dǎo)體檢測器交替接收透過參比室和測量室的紅外輻射。其中，濾光器的作用是只允許某一狹窄波段的紅外輻射通過，而該狹窄波段的中心波長預(yù)先選為待測組分特定吸收帶的中心波長。因此，檢測器所接收的只是該狹窄波段內(nèi)的紅外輻射。應(yīng)用半導(dǎo)體檢測器的紅外氣體分析儀1,6—反射鏡；2—扇形板；3,5—窗口；4—測量室；6—反射鏡；7—整體式濾光器；8—半導(dǎo)體檢測器；9—參比室；10—紅外輻射光源；11—電磁離合器；12—電機(jī)第三節(jié)紅外氣體分析法五、化學(xué)發(fā)光氣體分析儀（Chemiluminescentdetector，CLD）化學(xué)發(fā)光氣體分析儀分析NOx是利用NO–O3反應(yīng)體系的化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)NOx測量的。NO和臭氧O3在反應(yīng)器中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中的過剩能量促成了激發(fā)態(tài)NO2*分子的產(chǎn)生，這些NO2*分子從激發(fā)狀態(tài)衰減到基態(tài)時，輻射出波長為0.6至3μm的光子（hv），反應(yīng)發(fā)光的化學(xué)機(jī)理為：式中，h為普朗克常量，h=6.63×10–34J·s；v為輻射光頻率，s–1。在溫度為27°C時，激發(fā)態(tài)的NO2*約占生成的NO2總量的10％。隨著溫度的升高，NO2*的生成量相應(yīng)增高。化學(xué)發(fā)光的強(qiáng)度I直接與O3、NO兩反應(yīng)物的濃度（一般為體積分?jǐn)?shù)）乘積成正比，即：當(dāng)保持臭氧O3的濃度一定時，輻射光的強(qiáng)度I與NO的濃度成正比。測定出發(fā)光強(qiáng)度即可求得NO的濃度。第三節(jié)紅外氣體分析法五、化學(xué)發(fā)光氣體分析儀（Chemiluminescentdetector，CLD）干燥清潔的空氣以一定的流速進(jìn)入臭氧發(fā)生器1，經(jīng)紫外線照射產(chǎn)生的O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為空氣的0.5％。被測量氣體分一路經(jīng)除塵干燥器2，再經(jīng)三通電磁閥4，與含有O3的空氣同時進(jìn)入反應(yīng)器5，被測氣體中的NO與O3即產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光反應(yīng)。石英窗6和濾光片7用來分離給定的光譜區(qū)域，以避免反應(yīng)氣體中其他一些化學(xué)發(fā)光反應(yīng)生成的光的干擾。得到的具有一定波長范圍的光，經(jīng)光電倍增管8放大并轉(zhuǎn)化成電流信號，經(jīng)直流放大器10、顯示記錄器11指示出NO的濃度。對于NO2的測定，可將含有NO2的氣體在NO2–NO轉(zhuǎn)化器3中，通過加熱的方式全部分解為NO，然后進(jìn)行化學(xué)發(fā)光反應(yīng)。所測得的NO濃度是被測氣體中原有的NO和由NO2轉(zhuǎn)化的NO兩部分濃度之和，即為NOx的濃度?；瘜W(xué)發(fā)光分析儀結(jié)構(gòu)簡圖09第九章能源與動力學(xué)院氣體成分及顆粒物測量概述氣相色譜分析法紅外氣體分析儀氧量分析儀顆粒物排放測量第四節(jié)氧量分析儀一、氧化鋯氧量計(jì)的工作原理在工業(yè)鍋爐的燃燒過程中，測量和控制煙道氣體中含氧量，對節(jié)約燃料，改善燃燒過程，提高燃燒設(shè)備的熱效率都是十分有益的。氧化鋯氧量計(jì)是近年來廣泛用于鍋爐及窯爐自動連續(xù)分析煙氣含氧量的儀表，其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)時間短，精度可達(dá)2~5級，可以直接指示被測信號，并輸出標(biāo)準(zhǔn)的電信號，以便遠(yuǎn)距離指示、記錄煙氣含氧量或調(diào)節(jié)燃燒過程。過量空氣系數(shù)與含氧量的關(guān)系第四節(jié)氧量分析儀一、氧化鋯氧量計(jì)的工作原理氧化鋯（ZrO2）是一種固體電解質(zhì)，具有離子導(dǎo)電特性。在常溫下ZrO2是單斜晶體，當(dāng)溫度升高到1150℃時，晶體發(fā)生相變，由單斜晶體變?yōu)榱⒎骄w，同時有不到十分之一的體積收縮。當(dāng)溫度下降時，又會發(fā)生反方向的相變而成為單斜晶體，因此氧化鋯晶體是不穩(wěn)定的。純凈的氧化鋯是不能進(jìn)行氧量測量的，是在氧化鋯中加入一定數(shù)量的氧化鈣（CaO）或氧化釔（Y2O3）等其它三價稀土氧化物，并經(jīng)過高溫焙燒后，形成穩(wěn)定的瑩石形立方晶體結(jié)構(gòu)，其晶形不再隨溫度而變化。氧化鋯使用周期長，幾乎沒有延時，測量時僅受溫度影響，容易克服，而且儀表本身輸出電信號，精度比較高。φ2P2空氣φ1P1煙氣多孔性鉑電極ZrO2電解質(zhì)O2-O2-O2-O2-O2-E（ZrO2）（CaO）氧化鋯氧量計(jì)的工作原理第四節(jié)氧量分析儀一、氧化鋯氧量計(jì)的工作原理氧化鋯（ZrO2）是一種固體電解質(zhì)，具有離子導(dǎo)電特性。在常溫下ZrO2是單斜晶體，當(dāng)溫度升高到1150℃時，晶體發(fā)生相變，由單斜晶體變?yōu)榱⒎骄w，同時有不到十分之一的體積收縮。當(dāng)溫度下降時，又會發(fā)生反方向的相變而成為單斜晶體，因此氧化鋯晶體是不穩(wěn)定的。純凈的氧化鋯是不能進(jìn)行氧量測量的，是在氧化鋯中加入一定數(shù)量的氧化鈣（CaO）或氧化釔（Y2O3）等其它三價稀土氧化物，并經(jīng)過高溫焙燒后，形成穩(wěn)定的瑩石形立方晶體結(jié)構(gòu)，其晶形不再隨溫度而變化。氧化鋯使用周期長，幾乎沒有延時，測量時僅受溫度影響，容易克服，而且儀表本身輸出電信號，精度比較高。φ2P2空氣φ1P1煙氣多孔性鉑電極ZrO2電解質(zhì)O2-O2-O2-O2-O2-E（ZrO2）（CaO）氧化鋯氧量計(jì)的工作原理第四節(jié)氧量分析儀一、氧化鋯氧量計(jì)的工作原理在溫度為800°C左右時，空穴型的氧化鋯即成為良好的氧離子導(dǎo)體。若氧化鋯兩側(cè)氣體含氧量不同，則會產(chǎn)生濃差電勢。氧化鋯氧量計(jì)就是利用氧化鋯固體電解質(zhì)把被測氣體含氧濃度與確定的空氣含氧濃度（20.8%）相比較的濃差信號轉(zhuǎn)換成電勢信號，從而測出被測氣體的含氧量。φ2P2空氣φ1P1煙氣多孔性鉑電極ZrO2電解質(zhì)O2-O2-O2-O2-O2-E（ZrO2）（CaO）氧化鋯氧量計(jì)的工作原理第四節(jié)氧量分析儀一、氧化鋯氧量計(jì)的工作原理測量時管內(nèi)通空氣（參比氣體），管外走煙氣。管內(nèi)外兩側(cè)氣體中的氧分子被金屬鉑吸附，并在其催化作用下得到電子，成為氧離子O2-進(jìn)入氧化鋯離子空穴，而在金屬鉑表面留下過剩的正電荷。同時，氧化鋯中的氧離子O2-則會失去電子成為氧分子回到空氣或煙氣中。當(dāng)固體電解質(zhì)中氧離子濃度一定時，氣體中氧分子濃度越大，這種轉(zhuǎn)移也越多。當(dāng)這兩種以相反方向進(jìn)行轉(zhuǎn)移的過程最后達(dá)到動態(tài)平衡時，金屬鉑帶正電子而氧化鋯帶負(fù)電，二者之間具有靜電吸引作用。這種作用不是均勻的分布在氧化鋯固體電解質(zhì)中，而是較多的氧離子聚集在鉑金屬表面附近，形成雙電層，金屬鉑與氧化鋯之間電位差稱為電極電位。φ2P2空氣φ1P1煙氣多孔性鉑電極ZrO2電解質(zhì)O2-O2-O2-O2-O2-E（ZrO2）（CaO）第四節(jié)氧量分析儀一、氧化鋯氧量計(jì)的工作原理在氧化鋯管外側(cè)通被測氣體，其氧分壓為P1，氧濃度為φ1；氧化鋯管內(nèi)側(cè)通空氣，作為參比氣體，其氧分壓為P2，氧濃度為φ2。并假設(shè)P1<P2，φ1<φ2。溫度在600~800°C時：氧化鋯管的內(nèi)壁（高氧分壓面）發(fā)生還原反應(yīng)：O2+4e→2O2-

氧化鋯管內(nèi)壁面上給出電子而帶正電，生成的O2-通過氧化鋯空穴到達(dá)低氧分壓面。氧化鋯管的外壁（低氧分壓面）發(fā)生氧化反應(yīng)：2O2-→O2+4e氧化反應(yīng)使管外壁面得到電子而帶負(fù)電。φ2P2空氣φ1P1煙氣多孔性鉑電極ZrO2電解質(zhì)O2-O2-O2-O2-O2-E（ZrO2）（CaO）氧化鋯氧量計(jì)的工作原理第四節(jié)氧量分析儀一、氧化鋯氧量計(jì)的工作原理氧化鋯管內(nèi)外兩側(cè)的鉑電極分別為正極和負(fù)極。根據(jù)Nernst（能斯特）方程，兩極間理論電勢為：式中，E—理論濃差電勢，V；

R—?dú)怏w常數(shù)，R=8.314J/mol·K；

T—?dú)怏w絕對溫度，K；

F—法拉第常數(shù)，F(xiàn)=96487C/mol；

n—反應(yīng)時，一個氧分子輸出的電子數(shù)目，n=4；

P1—被測氣體中的氧分壓，Pa；

P2—空氣中氧分壓，Pa。φ2P2空氣φ1P1煙氣多孔性鉑電極ZrO2電解質(zhì)O2-O2-O2-O2-O2-E（ZrO2）（CaO）氧化鋯氧量計(jì)的工作原理第四節(jié)氧量分析儀一、氧化鋯氧量計(jì)的工作原理在混合氣體中，某氣體組的分壓力和總壓力之比與容積成分（即濃度）成正比，即：于是可得：將R、F、n及空氣含氧濃度φ2=20.8%代入上式，并將自然對數(shù)變換為常用對數(shù)，則有：當(dāng)溫度T一定時，氧化鋯探頭產(chǎn)生的濃差電勢只是與被測氣體的含氧濃度φ1有關(guān)。φ1愈小，E愈大。φ2P2空氣φ1P1煙氣多孔性鉑電極ZrO2電解質(zhì)O2-O2-O2-O2-O2-E（ZrO2）（CaO）氧化鋯氧量計(jì)的工作原理第四節(jié)氧量分析儀二、氧化鋯氧量計(jì)的結(jié)構(gòu)直插補(bǔ)償式：要求被測氣體溫度在560~760°C之間，用熱電偶溫度計(jì)測得氣體溫度，通過補(bǔ)償裝置消除氣體溫度對指示值的影響。定溫對流式：帶有加熱裝置，通過溫度控制裝置使探頭工作溫度恒定（常用）。氧化鋯管的結(jié)構(gòu)第四節(jié)氧量分析儀二、氧化鋯氧量計(jì)的結(jié)構(gòu)直插補(bǔ)償式：直插補(bǔ)償式測量系統(tǒng)示意圖

1—氧化鋯管；2—內(nèi)外鉑電極引線；3—內(nèi)外鉑電極；4—絕緣管；

5—陶瓷過濾器；6—高鋁管；7—保護(hù)套管；8—法蘭；

9—固定筒；10—固定螺母；11—導(dǎo)氣管；12—熱電偶第四節(jié)氧量分析儀二、氧化鋯氧量計(jì)的結(jié)構(gòu)定溫對流式：定溫對流式測量系統(tǒng)示意圖煙氣帶有加熱裝置，通過溫度控制裝置使探頭工作溫度恒定（常用）第四節(jié)氧量分析儀二、氧化鋯氧量計(jì)的結(jié)構(gòu)定溫對流式氧化鋯傳感器結(jié)構(gòu)：空氣通入一段封閉的氧化鋯管內(nèi)，煙氣經(jīng)陶瓷過濾器后流過氧化鋯管外部，為使氧化鋯管工作溫度穩(wěn)定，設(shè)有加熱裝置，利用熱電偶測量溫度，通過儀表內(nèi)部的溫度調(diào)節(jié)裝置及可控硅開關(guān)控制電加熱器加熱量，使探頭溫度維持在800°C左右。探頭輸出的濃差電勢，經(jīng)放大后推動表頭指示被測煙氣含氧量，并輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號，以便于調(diào)節(jié)裝置配套控制燃燒過程。第四節(jié)氧量分析儀二、保證氧化鋯氧量計(jì)正常測量的條件在測量系統(tǒng)中應(yīng)有恒溫裝置，以保證輸出不受溫度影響。工作溫度要在800°C以上，一般選850°C，以保證有足夠的靈敏度。使用中應(yīng)保持被測氣體與參比氣體的壓力相等，只有這樣，兩種氣體中的氧分壓之比才能代表兩種氣體中的氧濃度之比。參比氣體中的氧分壓要恒定不變，同時要求它比被測氣體中的氧分壓要大得多，保證輸出靈敏度。由于氧濃度差電池有使兩側(cè)氧濃度趨于一致的傾向，所以必須保證被測氣體與參比氣體都有一定的流速，以便不斷更新；否則氧濃度差電池會使兩側(cè)含氧量逐漸平衡，輸出電勢下降。氧化鋯材料的內(nèi)阻很高，且隨工作溫度降低而升高，為使輸出電勢測量準(zhǔn)確，二次儀表須有很高的輸入阻抗。氧濃度差電勢與被測氣體氧含量成對數(shù)關(guān)系，若作為調(diào)節(jié)信號使用，應(yīng)對其進(jìn)行線性化處理。09第九章能源與動力學(xué)院氣體成分及顆粒物測量概述氣相色譜分析法紅外氣體分析儀氧量分析儀顆粒物排放測量第五節(jié)顆粒物排放測量一、顆粒的基本知識顆粒是與周圍有界面分割狀態(tài)的微小固體、液體或氣體。由許多顆粒組成的顆粒群稱為顆粒系。顆粒的粒度范圍非常廣泛，跨度可達(dá)7個數(shù)量級。在工業(yè)應(yīng)用中，大多數(shù)顆粒的粒徑在數(shù)百微米，也有的情況，可能超過一千微米，甚至可達(dá)數(shù)千微米。顆粒物排放測量，一方面是從微觀角度，對顆粒物的成分、質(zhì)量、數(shù)量和粒徑分布等特性進(jìn)行測量分析；另一方面是從宏觀角度，對總排放重量或者煙度進(jìn)行測量。第五節(jié)顆粒物排放測量二、顆粒粒徑的測試技術(shù)1、顆粒粒徑測量方法測定方法粒徑范圍/μm粒徑表達(dá)分布基準(zhǔn)測量依據(jù)的性質(zhì)光學(xué)顯微鏡0.25～250投影面直徑面積或個數(shù)通常是顆粒投影像的某種尺寸或某種相當(dāng)尺寸電子顯微鏡0.001～5全息照相2～500離心沉降0.01～10Stokes直徑或空氣動力學(xué)直徑重量沉降效應(yīng)、沉積量、懸浮液濃度、密度或消光等隨時間或位置的變化噴射沖擊器0.3～50光散射0.3～50體積當(dāng)量直徑重量或個數(shù)顆粒對光的散射或消光散射和吸收，顆粒對X射線的散射X射線小角度散射0.008～0.2電感應(yīng)法0.2～2000體積當(dāng)量直徑體積或個數(shù)顆粒在小孔電阻傳感器區(qū)引起的電阻變化聲學(xué)法50～200第五節(jié)顆粒物排放測量光在分散體系中傳播二、顆粒粒徑的測試技術(shù)2、散射光分析法當(dāng)光束通過分散體系時，一部分光會被吸收，另一部分則被散射。在真空和均勻介質(zhì)中，光沿直線傳播，不會發(fā)生散射現(xiàn)象，但是當(dāng)均勻介質(zhì)中含有微細(xì)顆粒時，介質(zhì)的均勻性受到了破壞，就朝各個方向散射。當(dāng)光束入射到顆粒（包括固體顆粒、液滴或氣泡）上時，將向空間四周散射，光的各個散射參數(shù)則與顆粒的粒徑密切相關(guān)?？捎糜诖_定顆粒粒徑的散射參數(shù)有散射光強(qiáng)的空間分布、散射光能的空間分布、透射光強(qiáng)度相對于入射光的衰減、散射光的偏振度等。第五節(jié)顆粒物排放測量二、顆粒粒徑的測試技術(shù)2、散射光分析法散射光分析測量儀的形式種類很多，可以有不同的分類方法，主要是按散射信號分類，可分為小角前向散射法、角散射法、消光法、動態(tài)光散射法和偏振光法等。這些方法都是以散射光在某些角度范圍內(nèi)的光能作為探測量的，其中應(yīng)用最廣泛的是小角前向散射法，它通過測量顆粒群在前向某一小角度范圍內(nèi)的散射光能分布，從中求得顆粒的粒徑大小和分布。這類測量儀器通常以激光為光源因此習(xí)慣上稱為激光粒度儀。光在分散體系中傳播第五節(jié)顆粒物排放測量二、顆粒粒徑的測試技術(shù)3、光的散射理論散射光強(qiáng)度及方向隨著分散顆粒大小的變化而變化，根據(jù)顆粒大小不同，光散射有三種不同規(guī)律。①Rayleigh（瑞利）散射理論：顆粒的粒徑小于光的波長或粒徑小于0.05μm時，光散射符合Rayleigh散射理論。②Mie（米氏）散射理論：隨著顆粒粒徑的增大，光散射逐漸偏離Rayleigh方程而服從Mie方程。③Fraunhofer（夫瑯和費(fèi)）衍射散射理論：當(dāng)顆粒尺寸比光的波長大幾個數(shù)量級時，一般按Fraunhofer規(guī)律發(fā)生衍射散射，該理論重要實(shí)用價值在于顆粒粒徑的測量。散射形式與粒子大小、波長的關(guān)系第五節(jié)顆粒物排放測量二、顆粒粒徑的測試技術(shù)3、光的散射理論（1）基于衍射理論的激光粒度儀由激光器（一般為He-Ne激光器或半導(dǎo)體激光器）發(fā)出的光束經(jīng)針孔濾波及擴(kuò)束系統(tǒng)后成為一束直徑為5~10mm的平行單色光，當(dāng)該平行單色光照射到測量區(qū)中的被測顆粒群時便會產(chǎn)生光衍射現(xiàn)象。衍射光的強(qiáng)度分布與測量區(qū)中被測顆粒直徑和顆粒數(shù)有關(guān)?；谘苌淅碚摰募す饬６葍x光學(xué)系統(tǒng)第五節(jié)顆粒物排放測量二、顆粒粒徑的測試技術(shù)3、光的散射理論（1）基于衍射理論的激光粒度儀用接收透鏡（一般為傅里葉透鏡）使由各個顆粒散射出來的相同方向的光聚焦到焦平面上，在這個平面上放置一個多元光電探測器，用來接收衍射光能分布。光電探測器把照射到每個環(huán)面上的散射光能轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，電信號經(jīng)放大和A/D轉(zhuǎn)換后輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算程序可以很快解出被測顆粒的平均粒徑及其分布?；谘苌淅碚摰募す饬６葍x光學(xué)系統(tǒng)第五節(jié)顆粒物排放測量二、顆粒粒徑的測試技術(shù)3、光的散射理論（2）基于Mie散射理論的激光粒度儀來自激光器的光束經(jīng)透鏡聚焦形成細(xì)小明亮的束腰，在束腰中定義一光敏感區(qū)，即測量區(qū)。測量區(qū)的容積要足夠小，使得每一瞬間只有一個顆粒流過。夾雜著顆粒的被測介質(zhì)（液體或氣體）由進(jìn)樣系統(tǒng)送入儀器并流經(jīng)測量區(qū)。顆粒被入射激光照射產(chǎn)生散射光，經(jīng)光電系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成電信號。基于Mie散射理論的激光粒度儀第五節(jié)顆粒物排放測量二、顆粒粒徑的測試技術(shù)3、光的散射理論（2）基于Mie散射理論的激光粒度儀根據(jù)Mie散射理論可知，顆粒的散射光分布與粒徑相關(guān)，粒徑不同，散射光的分布不同。因此，根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)所收集到的散射光信號可以確定顆粒的粒徑大小。當(dāng)顆粒流出測量區(qū)后，或某一瞬間流過測量區(qū)的介質(zhì)中沒有顆粒時，散射光及相應(yīng)的電信號為零。待下一個顆粒流過測量區(qū)時，光電系統(tǒng)又給出一個與其粒徑相應(yīng)的電信號。因此，測量到的是一個又一個的電脈沖，脈沖數(shù)即為顆粒數(shù)?；贛ie散射理論的激光粒度儀第五節(jié)顆粒物排放測量二、顆粒粒徑的測試技術(shù)3、光的散射理論（3）噴霧激光粒度儀噴霧激光粒度儀包括發(fā)射和接收兩個模塊。發(fā)射模塊輸出一束直徑數(shù)毫米的準(zhǔn)直激光束，用于照射霧化場，接收模塊用于探測霧滴散射光的角分布信號并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和放大，輸出到計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。接收模塊的關(guān)鍵部件是大口徑的接收透鏡和環(huán)狀（扇形）多元探測器。兩個模塊通常安裝在一個導(dǎo)軌上，有利于靈活調(diào)整兩個模塊之間的距離從而適用于多種霧化場的測試。噴霧激光粒度儀第五節(jié)顆粒物排放測量二、顆粒粒徑的測試技術(shù)3、光的散射理論（3）噴霧激光粒度儀霧化場位于發(fā)射模塊和接收模塊之間，入射光穿過整個霧化場。為同時保證噴霧粒度儀的測量下限和測量上限，接收透鏡采用大口徑的傅里葉透鏡，使小霧滴發(fā)出的較大散射角的信號在接收口徑范圍內(nèi)，從而能夠被探測到，同時使入射光束得到很好的聚焦以保證小散射角信號的探測質(zhì)量。此外，部分噴霧粒度儀還在發(fā)射模塊中設(shè)置了后向散射探測器，用于輔助小霧滴散射光的探測。噴霧激光粒度儀第五節(jié)顆粒物排放測量二、顆粒粒徑的測試技術(shù)3、光的散射理論（3）噴霧激光粒度儀注意事項(xiàng)：（1）為防止霧滴對光學(xué)器件的污染，兩個模塊應(yīng)離開霧化場一定距離。或者對光學(xué)器件做一定的防污隔離。如增設(shè)隔離氣幕；（2）在噴霧流量較大的情況下，遮光率較高，復(fù)散射現(xiàn)象嚴(yán)重，需要對測量進(jìn)行修正；（3）霧化場中粒徑小于150μm的霧滴易受風(fēng)力影響，應(yīng)做好噴霧粒度儀的防護(hù)；（4）對于錐角較大的霧化場，可考慮用擋板將部分霧化場遮擋在測量區(qū)外，在縮短噴霧粒度儀兩個模塊之間的距離的同時使得測量區(qū)厚度減小，從而減少復(fù)散射效應(yīng)，保證測量結(jié)果的合理性。第五節(jié)顆粒物排放測量二、顆粒粒徑的測試技術(shù)4、電感應(yīng)法，又稱庫爾特（Coulter）法將被測試樣均勻地分散于電解液中，帶有小孔的玻璃管同時浸入上述電解液，設(shè)法令電解液流過小孔。小孔兩側(cè)各有一電極并構(gòu)成回路。當(dāng)電解液中的顆粒流過小孔時，由于顆粒部分地阻擋了孔口通道并排擠了與顆粒相同體積的電解液，使得小孔部分電阻發(fā)生變化（以電壓脈沖輸出），因此顆粒的尺寸大小可由電阻的變化加以表征和測定。電感應(yīng)法的測量下限在0.5μm左右，上限可達(dá)1000μm，甚至更大。不受粉塵材質(zhì)結(jié)構(gòu)形貌、折射率及光學(xué)特性的影響，適合于所有類型的粉塵測量。電感應(yīng)法測量原理第五節(jié)顆粒物排放測量三、幾種常見的粒徑譜儀1、空氣動力學(xué)粒徑譜儀空氣動力學(xué)粒徑譜儀主要用于粒徑在1μm以上的顆粒物粒徑尺寸及濃度分布的測量。近年來可以實(shí)現(xiàn)0.5~20μm粒徑的測量?？諝鈩恿W(xué)粒徑譜儀通過測量顆粒物通過兩束平行激光束的飛行時間來測得顆粒物的空氣動力學(xué)粒徑?？諝鈩恿W(xué)粒徑譜儀的結(jié)構(gòu)及工作原理第五節(jié)顆粒物排放測量三、幾種常見的粒徑譜儀1、空氣動力學(xué)粒徑譜儀帶懸浮微粒的氣體（氣溶膠）分流成為鞘氣和樣氣，樣氣經(jīng)噴嘴加速并在鞘氣的包裹下通過檢測區(qū)域。由于慣性作用不同，不同粒徑的顆粒物經(jīng)過加速噴嘴時產(chǎn)生不同的加速度，粒徑越大，加速度越小。顆粒物飛出噴嘴后，在檢測區(qū)域直線通過兩束距離很近的平行激光束，產(chǎn)生單獨(dú)連續(xù)的雙峰信號，兩峰之間的間隔稱為飛行時間。顆粒物飛出加速噴嘴時加速度不同導(dǎo)致顆粒物通過檢測區(qū)域的速度和時間不同，即飛行時間不同，通過測量飛行時間和標(biāo)定即可確定顆粒物的粒徑。飛行時間測量示意圖第五節(jié)顆粒物排放測量三、幾種常見的粒徑譜儀2、掃描電遷移率粒度譜儀掃描電遷移率粒度譜儀一般用于1μm以下細(xì)顆粒物粒徑分布的測量，可測量的最小粒徑達(dá)2.5nm，是亞微米粒子的標(biāo)準(zhǔn)測量儀器。掃描電遷移率粒度譜儀基于荷電粒子在電場中的電遷移特性進(jìn)行測量。荷電是指帶電離子或電子和中性粒子碰撞并使其帶電的過程。當(dāng)荷電粒子在電場的作用下運(yùn)動時，其活動能力（電遷移率）Zp

為粒徑與電遷移特性示意圖當(dāng)氣體和電場強(qiáng)度一定時，荷電粒子的電遷移特性與粒子的粒徑成反比，粒徑越大，