1、成分：混合體中所含組分?jǐn)?shù)及各組分含量 成分檢測儀表：對物質(zhì)的成分及性質(zhì)進(jìn)行分析和測量的儀表 檢測目的：確定混合體中某一或全部組分的百分含量,成分分析儀表,9.1 成分檢測方法及系統(tǒng)構(gòu)成 1）方法及儀表分類 檢測方法 實(shí)驗(yàn)室分析方法： 定期取樣，通過實(shí)驗(yàn)室測定組成及含量 現(xiàn)場實(shí)時(shí)檢測方法： 利用可以連續(xù)測定被測物質(zhì)的含量或性質(zhì)的自動(dòng)分析儀表。, 成分檢測儀表分類 （按測量原理分類）： a. 電化學(xué)式，如電導(dǎo)式、電量式、電位式、電解式、酸度 計(jì)、離子濃度計(jì)等； b. 熱學(xué)式，如熱導(dǎo)式、熱譜式、熱化學(xué)式等； c. 磁學(xué)式，如磁氧分析器、核磁共振分析儀等； d. 射線式，如x射線分析儀、射線分析儀、同

2、位素分析儀、微波分析儀等； e. 光學(xué)式，如紅外、紫外等吸收式光學(xué)分析儀，光散射、光干涉式光學(xué)分析儀等；,f. 電子光學(xué)式和離子光學(xué)式，如電子探針、離子探針、質(zhì)譜儀等； g. 色譜式，如氣相色譜儀、液相色譜儀等； h. 物性測量儀表，如水分計(jì)、粘度計(jì)、密度計(jì)、濕度計(jì)、塵量計(jì)等； i. 其他，如晶體振蕩式分析儀、半導(dǎo)體氣敏傳感器等。,2）自動(dòng)分析系統(tǒng)的構(gòu)成,自動(dòng)取樣裝置： 從生產(chǎn)設(shè)備中自動(dòng)、快速地提取待分析樣品；,預(yù)處理系統(tǒng)： 采用諸如冷卻、加熱、氣化、減壓、過濾等方式對采集的分析樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，為分析儀器提供符合技術(shù)要求的試樣。 注意： 取樣和試樣的制備必須注意避免液體試樣的分餾作用或氣體

3、試樣中某些組分被吸附的情況。,檢測器（傳感器）： 成分檢測儀表的核心，把被測組分的信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出； 信息處理系統(tǒng)： 對微弱信號(hào)進(jìn)行放大、轉(zhuǎn)換、運(yùn)算、補(bǔ)償?shù)忍幚恚?顯示儀表： 給出測量分析結(jié)果。 自動(dòng)控制系統(tǒng)： 控制各部分的協(xié)調(diào)工作。,常見氣體導(dǎo)熱系數(shù)表,9.2 熱導(dǎo)式檢測技術(shù) 主要用于對混合氣體中某種成分含量的分析。 常用于分析混合氣體中H2、C02、S02等組分的百分含量。,1、檢測原理 熱導(dǎo)式氣體分析器是利用各種氣體具有不同的導(dǎo)熱特性，通過測量混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù)的變化，間接獲得待測組分的含量。,檢測原理式： 混合氣體熱導(dǎo)率定義 :,: 混合氣體的總熱導(dǎo)率； i: 混合氣體中第 i 組

4、分的熱導(dǎo)率； Ci: 混合氣體中第 i 組分的體積百分含量。,被測組分測量： 設(shè)被測組分的熱導(dǎo)率為1，其余組分為背景組分，并假定它們的熱導(dǎo)率近似等于2。 并且： C1+C2+Cn=1， ：,被測氣體含量,注意： a. 利用上式測量的先決條件： 混合氣體中除待測組分外，其他組分的導(dǎo)熱導(dǎo)率應(yīng)近似相等 待測組分的熱導(dǎo)率與其他組分的熱導(dǎo)率要有顯著差別,b. 氣體的熱導(dǎo)率與氣體的溫度有關(guān)： 關(guān)系式：,其中 0：零度時(shí)氣體熱導(dǎo)率； ：一定溫度范圍內(nèi)氣體熱導(dǎo)率的溫度系數(shù),例如： 測量煙道氣體中的C02含量，已知煙道氣體的組分有C02、N2、CO、S02、H2、O2等。 樣品處理：,S02、H2熱導(dǎo)率相差太大

5、，應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理除去。剩余的背景氣體熱導(dǎo)率相近。 待測組分（CO2）與其他組分的熱導(dǎo)率有顯著差別，所以可用熱導(dǎo)法進(jìn)行測量,2）熱導(dǎo)檢測器 熱導(dǎo)池 熱導(dǎo)式氣體檢測器的核心（檢測器）。 熱導(dǎo)池的作用： 將氣體的導(dǎo)熱系數(shù)的大小及其變化轉(zhuǎn)換成熱導(dǎo)池中熱電絲的電阻值的變化，以利于測量。 熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu)。,一個(gè)開有氣體樣品進(jìn)出口的垂直放置的氣室 (上出下進(jìn))， 中心裝有一根熱電阻絲（敏感元件）， 電阻絲兩端用鉑銥彈簧作連接引線，以防電阻絲熱脹冷縮，產(chǎn)生形變影響阻值。, 熱平衡關(guān)系推導(dǎo) 熱電阻特性：,熱平衡關(guān)系 ：,Rn：tn時(shí)電阻絲的阻值， R0：0時(shí)電阻絲的阻值， ：電阻絲的溫度系數(shù)。,電阻絲發(fā)熱量：,氣體

6、散熱量 ：,rc：氣室內(nèi)半徑； rn：電阻絲半徑； l：電阻絲長度,熱導(dǎo)池的不同形式 a.直通式：,特點(diǎn)： 氣室與主氣路并列，之間有節(jié)流孔， 反應(yīng)迅速，滯后??； 易受氣流、壓力波動(dòng)影響。,b.對流式：,特點(diǎn)： 氣室與主氣路下端連接，不分流， 氣室與循環(huán)管形成一熱對流回路； 反應(yīng)慢、滯后大； 氣流波動(dòng)小。,特點(diǎn)： 氣體靠擴(kuò)散方式進(jìn)入氣室 進(jìn)入氣室的氣樣存在倒流現(xiàn)象，存在死區(qū)； 適用于測量質(zhì)量小的氣體,特點(diǎn)： 綜合了對流式和擴(kuò)散式的優(yōu)點(diǎn)， 避免了氣樣的倒流， 保證氣樣有一定流速,b.對流擴(kuò)散式：,c. 擴(kuò)散式：,3）測量電路 熱導(dǎo)式氣體分析儀通常采用橋式測量電路 原理圖：,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： Rm：測量室橋臂 ； Ra：參比室橋臂； 4個(gè)氣室安裝在同一金屬體上，保證各氣室的壁溫一致 ； 參比氣室內(nèi)封裝被測氣體下限濃度氣樣 ； 被測氣體組分百分含量與參比室中的氣樣濃度相等時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)。,4）應(yīng)用特點(diǎn)： 用兩個(gè)測量氣室可以提高測量電橋的靈敏度，設(shè)置參比橋臂的目的是要減小發(fā)送器溫度波動(dòng)對測量的影響，