1、在線氣體分析儀及預處理相關試題一、自動取樣與預處理裝置1、在線分析儀器由哪幾部分組成？答：在線分析儀器由六部分組成：（1）自動取樣裝置；（2）試樣預處理系統(tǒng)；（3）檢測器；（4）信息處理系統(tǒng)；（5）顯示器；（6）整機自動控制系統(tǒng)。 2、在線分析儀器的技術指標有哪些？答：主要有測量范圍、精度指標、響應時間、平均無故障時間指標。與精度相關的指標還有：靈敏度、分辨率、重復性、穩(wěn)定性等。3、在線分析儀器與實驗室分析儀器的區(qū)別是什么?答：主要區(qū)別有3點：（1）在線分析儀器必須具有自動取樣和試樣預處理系統(tǒng)；（2）操作從取樣到數據處理全部自動進行，在線分析儀器必須是完全自動化的；（3）在線分析儀器長時間穩(wěn)定

2、性必須好。 4、在線分析儀器技術性能指標中哪些是在線分析儀器所特有的?答：分辨率是分離儀器特別定義的；平均無故障時間指標反映了儀表的全面質量。5、試樣的流量是如何控制的？答：連續(xù)式的分析儀器常常要求樣氣流量恒定，在要求不高的場合可用一只轉子流量計和一個調節(jié)針閥進行控制；在要求較高的場合，可采用專門的小流量控制器進行控制。6、試樣的壓力是如何控制的？答：對處于較高壓力的試樣需進行減壓處理；對試樣壓力波動較大的需進行穩(wěn)壓處理，可采用常規(guī)的氣動穩(wěn)壓閥和減壓閥，也可采用簡易的水封或油封穩(wěn)壓裝置進行穩(wěn)壓或減壓；對于試樣壓力較低或處于負壓，這時需采用抽吸裝置。7、分析儀器精確度的意義及定義如何？答：分析儀

3、器精確度又稱精度。表征儀器測量誤差大小的指標。采用相對額定誤差劃分儀器的精度等級。8、自動取樣和試樣預處理系統(tǒng)由哪幾部分組成?答：主要由以下幾部分構成：（1）取樣裝置；（2）過濾裝置；（3）檢測裝置；（4）控制裝置；（5）其他輔助裝置。9、取樣裝置是由哪些部分組成？它的作用如何？答：取樣裝置一般是由取樣探頭和泵構成，它的作用是將被檢測物質以一定的壓力、溫度、數量送給自動取樣和預處理系統(tǒng)中的過濾單元。10、預處理裝置中的過濾裝置由哪幾部分組成？答：過濾裝置包括除塵器、除濕器、有害物質過濾器、除結晶物等部分組成。二、電化學式分析儀器1、工業(yè)酸度計和過程滴定儀檢測參數和檢測的原理是什么?答：(1)工

4、業(yè)酸度計：檢測溶液中pH值的在線分析儀器，利用電極電位檢測器原理；(2)過程滴定儀：用來測量水溶液中含酸量或含堿量，利用電極電位檢測器原理。2、離子選擇電極與金屬金屬離子電極有何區(qū)別？答：金屬難溶鹽電極參與電極反應的是陰離子；而金屬金屬離子電極參與電極反應的則是陽離子。3、影響電導檢測器精度的因素有哪些？答：電極極化、電導池電容的影響、溫度的影響。4、標準氫電極的電極電位是多少？ 答：標準氫電極的電極電位是零；5、電極電位檢測器原理是什么？答：當一種金屬放入它的同名離子溶液中時，就會發(fā)生電極反應，形成雙電層，雙電層之間電勢差為電極電位。6、氫電極是如何構成的？答：將一個鍍有鉑黑的鉑電極，浸入具

5、有氫離子的溶液中，這樣,鉑電極被氫氣包圍，構成了氫電極，它是一種氣體電極。7、如何得到一個電極體系的標準電極電位？答：各種金屬電極，在溶液的離子濃度為1mol/L，溫度為25C時，電極相對于標準氫電極的電位差就是它的標準電極電位。8、對測量電極的最基本要求是什么？答：對測量電極的要求是選擇性好，即僅對溶液中某一種離子敏感，而對其它離子基本沒反應。即所謂的離子選擇。9、常用的參比電極有哪些？有什么特點？答：常用的參比電極有甘汞電極和銀-氯化銀。它們的電極電位不隨氯離子濃度變化而變化。10、氧化鋯氧量計和電導儀檢測參數和檢測的原理是什么?(1)氧化鋯氧量計：熔融金屬中氧的含量，利用濃差電動勢檢測原

6、理；(2)電導儀：測量溶液濃度，利用溶液的電導正比于溶液濃度的原理11、工業(yè)pH計電路有哪些注意事項？答：輸入電路要求高阻，要有溫度補償和斜率補償電路。12、氧化鋯分析儀和過程滴定儀的檢測參數和檢測原理是什么?答：氧化鋯分析儀：檢測混合氣體或熔融金屬中的氧含量；利用濃差電動勢檢測原理。過程滴定儀：用來測量水溶液中含酸量或含堿量，利用電極電位檢測器原理。 13、工業(yè)pH計的輸入電路有哪些特點？答：由于電極的輸出阻抗很高，所以要求它的輸入電路阻抗要高，這樣才能提高輸入信號的比例。14、濃差極化是如何產生的？答：濃差極化是由于在電解過程中, 電解生成物在電極上析出, 造成電極附近的離子濃度降低, 且

7、達不到平衡。這樣,就使溶液電阻增加,造成測量誤差。這種現象叫作濃差極化。15、工業(yè)酸度計和電導儀的檢測參數和檢測的原理是什么?答：工業(yè)酸度計：檢測生產流程中溶液pH值的在線分析儀器，利用電極電位檢測器原理。電導儀：檢測溶液濃度，根據溶液的電導與溶液濃度成正比的關系進行檢測的。16、離子選擇電極與金屬金屬離子電極有何區(qū)別？答：金屬難溶鹽電極參與電極反應的是陰離子；而金屬金屬離子電極參與電極反應的則是陽離子。17、電化學極化是如何產生的？答：電化學極化產生的主要原因是在陽、陰兩極上氧化和還原都需要一定時間,不能瞬間完成，在陽極、陰極表面造成電荷的積累，產生額外的電位差，這種現象叫作電化學極化。三、

8、熱學式分析儀器1、熱導檢測原理是否適合任何混合氣體的測量?有何限制?答：混合氣體中被測氣體的熱導率必須與其他氣體有顯著的差別，其余組分熱導率相近或固定。2、熱導檢測器和熱磁檢測器的應用對象是什么?答：熱導檢測器可以檢測熱導率有差別的各種氣體；熱磁檢測器主要測量對象是混合氣體中的氧含量。3、熱導率的物理意義是什么？答：當溫度梯度為1C/m，即在單位長度上溫度降落為1C時，單位時間內由單位等溫面經過介質傳導過去的熱量。4、熱磁檢測器的磁極放在中間通道中央是否可以?答：不可以，放在中央形成均勻磁場，無磁風流通。5、熱導檢測器中的熱傳導方式是哪一種？答：在熱導檢測器中是把電阻元件產生的熱量通過氣室中的

9、氣體以熱傳導方式向氣室壁傳遞的。6、氧氣的磁化率與溫度的關系如何?答：氧氣的磁化率與溫度之間成反比的關系，溫度增高時，氧氣的磁化率減小，反之增大。7、滿足熱導檢測原理的兩個基本條件是什么?答：一是混合氣體中被測氣體的熱導率必須與其他氣體有顯著的差別，二是其余組分熱導率相近或相等。四、光學式分析儀器1、光學檢測系統(tǒng)由哪幾部分組成？各自的主要元件有哪些？答：光源、色散元件、試樣池、光的探測元件。2、光學式檢測器的基本依據是什么?答：任何物質都有特定的吸收光譜和發(fā)色光譜。3、吸收式光學檢測器的基本原理是什么?答：任何物質都有自己特定的吸收光譜，只有光子的頻率與物質中原子的固有頻率一致時，這個波段的光

10、才能被物質吸收。4、分光型光學檢測系統(tǒng)由哪幾部分組成？答：分光型氣體分析儀器組成：光源、調制器、分光系統(tǒng)、氣室、探測器幾個部分組成。五、色譜分析儀器1、如何從色譜圖上比較色譜分離器的性能？答：兩峰距離越遠、每個峰越窄分離性能越好。2、氣相色譜常用的定量分析算法有哪些？答：歸一化法、外標法、內標法。3、氣相色譜技術分離不同組分的原理是什么？答：根據流動相被固定相吸附、或在其中的溶解程度不同進行各個組分分離的。4、氣相色譜常用的定量分析方法有哪些？答：峰面積測量方法、定量校正因子。5、氣相色譜常用的檢測器有哪些？檢測原理是什么？答：熱導檢測器、氫火焰離子化檢測器、電子捕獲檢測器6、色譜分離技術依據

11、何種原理對不同組分進行分離的？答：根據固定相對流動相的吸附作用，或流動相在固定相中的溶解程度不同，在載氣的帶動下，對各個組分進行分離的。7、氫火焰離子化檢測器適用于檢測何種類型的物質？答：氫火焰離子化檢測器適合于檢測含碳有機化合物這類物質。8、質量型檢測器是如何定義的？答：質量型檢測器的輸出信號正比于單位時間內某組分進入檢測器的質量。9、如何從色譜圖上比較色譜分離器的性能？答：兩峰距離越遠、每個峰越窄分離性能越好。10、氣相色譜常用的檢測器有哪兩種類型？答：濃度性檢測器和質量性檢測器。六、質譜分析儀器1、質譜儀檢測原理是什么？答：質譜檢測器也是一種分離技術，它按著離子的質量與電荷之比即質荷比，

12、對物質進行分離，然后再利用離子探測器進行分析測量。11、常見的質譜分離器有哪幾種？答：常見的質譜分離器有：磁偏轉質量分離器、四極桿濾質器、飛行時間質量分離器。七、水分檢測儀器1、如何確定物料的極限失重溫度?答：利用快速失重式水分測量裝置，通過實驗來確定。2、快速失重法與經典失重法的區(qū)別是什么?答：快速失重法與經典失重法的主要區(qū)別在于失重溫度的選擇?？焖偈е胤ㄊ窃谖锪系臉O限失重溫度下進行分析。它的失重速度很快,一般僅需一、二分鐘。3、濕度測量的方法有哪些？答：常見的濕度測量方法有：露點法，干濕球法和電子式傳感器法等。4、快速失重法是如何定義的?答：快速失重法基本原理是創(chuàng)造條件使被測物質迅速揮發(fā)掉

13、，然后測量失重量。5、水分的計算方法是如何定義的？答：水分的計算方法通常用重量的百分值來表示, 即試樣的全部重量中水分重量所占的百分比，有兩種方法，一是干基法；二是濕基法。八、回答問題（一）自動取樣和試樣預處理系統(tǒng)由哪幾部分組成,各部分的作用如何?答：基本上都是由以下幾部分構成：1、取樣裝置；2、過濾裝置；3、檢測裝置；4、控制裝置；5、其他輔助裝置。1、取樣裝置的作用是完成從工藝管道及設備中把樣品取進來。2、過濾裝置的作用是除塵、除濕、過濾掉有害及易結晶物質等。3、檢測裝置主要是檢測樣品的壓力、流量、溫度、進給量等。4、控制裝置的作用是根據檢測裝置提供的檢測結果，控制壓力、流量、溫度、進給量

14、，以使在線分析儀器檢測器有一個適宜的檢測環(huán)境。一般主要由穩(wěn)壓器、穩(wěn)流器、流量調節(jié)器、溫度控制器、執(zhí)行器調整裝置構成。5、輔助裝置作用是協(xié)調樣品的輸送、安全報警等。（二）、濃差電動勢是如何產生的？答：結構：在摻雜有CaO的ZrO2固體電解質片的兩側，用涂敷和燒結的方法，制成幾微米到幾十微米厚的多孔鉑層，并分別焊上鉑絲作為引線。這樣，就做成兩個鉑電極。設右側為參比氣體，一般為空氣。左側為被測氣體。原理：在較高溫度下，比如攝氏幾百度以上，氧化鋯、鉑和氣體三種物質交界處的氧O2分子有一部分從鉑電極奪得電子形成氧離子O2-進入到氧化鋯中，由于兩側氧氣的濃度不一樣，顯然氧化鋯中兩側氧離子的濃度也不一樣。這

15、樣氧離子O2-就從高濃度向低濃度擴散或叫遷移。在所研究的情形下是從空氣側向被測氣體側擴散，結果有一部分O2-跑到負極，釋放兩個電子變成氧分子析出。這時空氣側的參比電極出現正電荷，而被測氣體側的測量電極出現負電荷，這些電荷形成的電場阻礙氧離子O2-擴散。最后，擴散作用與電場作用達到平衡,氧離子O2-不再擴散，這時兩個電極間出現電位差U，參比電極為正，測量電極為負，此電位差在數值上等于濃差電勢e。如果接通外電路,就有電流從正極流向負極。（三）、紅外線氣體分析器分為幾類？各自的特點是什么？答：分光型和不分光型的紅外氣體分析器。紅外分光型氣體分析儀器主要由以下基本部分組成：紅外光源（紅外熱輻射型，波段

16、在215mm）、調制器、分光系統(tǒng)、氣室、探測器和電子系統(tǒng)。分光型儀器的多樣性在于分光系統(tǒng)組成部分的變化和改進。目前分光系統(tǒng)主要有濾光片、光柵、干涉儀、聲光調制濾光器和傅里葉變換型等。不分光型紅外儀是指光源發(fā)射出的連續(xù)光譜全部通過固定厚度的含有被測氣體混合組分的氣體層，由于被測氣體的濃度不同，吸收固定紅外線的能量就不同，因而轉換成的熱量就不同。探測溫度變化或者經特殊結構的紅外探測器將熱量轉換成為壓力的變化，進而測定溫度或壓力參數以完成對氣體的定性定量分析。三、說明工作原理1、畫圖說明熱磁式氧分析器的工作原理答：熱磁式氧分析器傳感器的結構如圖所示。傳感器本身是一個中間有通道的環(huán)形氣室，待測氣體進入

17、環(huán)形氣室后沿兩側往上走，最后由出口排出。當無外磁場存在時，中間通道兩側的氣流是對稱的，所以中間通道中無氣體流動。在中間通道外面均勻地繞以金屬電阻絲(如鉑絲)，它通過電流后即起到電阻加熱絲的作用，同時又起到檢測溫度變化的測溫元件的作用。電阻絲分左右兩部分，即r1及r2它們分別接入測量橋路，作為電橋的兩個臂，以測量中間通道兩端的溫度的差。在中間通道左端加一恒定的外磁場。當待測氣體中含有氧氣時，由于水平通道外繞的電阻加熱絲通以電流后有較高的溫度，這樣就使水平通道中的氣體被加熱而溫度升高，由于溫度升高，其磁化率大為降低，而在環(huán)室通道中的冷氣體其磁化率要比水平通道中已加熱的氣體的磁化率大得多。由于氧氣是

18、順磁性氣體，在磁場的吸引作用，左側環(huán)室通道中的冷氣體就被吸入磁場，即進入水平通道，把熱氣體排擠出磁場，這種現象就是所謂熱磁對流，或稱之為磁風。這樣在水平通道中就有氣流自左端進入，右端排出，再進入右面的環(huán)室通道中，與來自進口的氣流一起向上由出口排出。磁風的強弱是由待測混合氣體中含氧量的多少而決定的。由于熱磁對流的結果，電阻絲r1上被水平通道中的氣流帶走的熱量要比電阻絲r2上被帶走的熱量大，于是r1的溫度低于r2的溫度，這樣就使r1的電阻值小于r2的電阻值，橋路失去平衡，輸出不平衡電壓。輸出的不平衡電壓大小反映了待測氣體中氧含量的多少。2、畫圖說明氣相色譜儀的基本工作原理答：氣相色譜儀的基本原理是

19、色譜法。色譜法是一種物理的分離方法，它是將混合物中的各組分隨時間分別從混合物中分離出來。氣相色譜儀中最重要的部件是氣相柱，其結構如圖所示。色譜柱中有兩相，其中一個相是有很大表面積的固定相，另一相則是通過或沿著固定相作相對運動的流動相。流動相在流動過程中，被分析的混合物就在兩相中利用分配系數或溶解度的不同進行多次反復地分配，從而使混合物中的不同組分得以分離。假定樣品有兩種組分，A組分和B組分能在瞬時完成溶解過程，則當樣品由載氣攜帶進色譜柱后，樣品中的一部分就溶解在固定液中，留下的一部分繼續(xù)隨載氣移動。樣品中各組分的溶解度的不同決定了它們在色譜往中移動速度的不同。對于完全不溶的組分就隨裁氣一起移動

20、，溶解度小的被固定液滯留得短一些，溶解度大的就滯留得長一些。不溶解的組分當然隨載氣首先溜出色譜柱，溶解度最大的最后溜出色譜柱，從而達到了分離的目的。3、說明熱導式氣體分析器的工作原理。答：熱導式氣體分析器是要通過混氣體的導熱系數的測量來分析待測組分的含量。但是由于直接測量氣體的導熱系數來確定氣體成分比較困難，所以目前所有熱導式分析器都是把測量導熱系數的差異轉變成電阻的測量，即將由于混合氣體中待分析組分含量的變化所引起的總的導熱系數的改變轉換為電阻的變化，其結構如圖所示。圖中兩個導池中的熱電阻和另外兩個固定電阻構成一個電橋。一個導池作為測量導池，其電阻為 ，另一個導池為參比導池。一般是在導池內懸

21、一電阻絲作為測溫元件。此電阻絲在0時的電阻值為 ，通過恒定電流 后，電阻絲產生熱量并向四周散熱。待分析的混合氣體從小室下面進入，由上面出去。因為氣體流量很小，所以由于氣體帶走的熱量可以忽略，熱量主要是通過氣體傳向氣室壁，設器壁溫度 恒定(一般都設置有恒溫裝置)，如果混合氣體的導熱系數大，電阻絲通過混合氣體向氣室壁傳遞的熱量就多，電阻絲的溫度就低，阻值就小，反之就大。電阻絲達到熱平衡時的溫度為 (這時電阻絲的電阻值為 )。如果混合氣體的導熱系數愈大，則散熱條件愈好，熱平衡時電阻絲的溫度 也愈低，因而電阻絲的電阻值 也愈小。反之，小則 高，電阻絲的電阻值 就大，從而實現了使混合氣體導熱系數的變化轉

22、換成電阻的變化。由于參比導池中通以某種固定的氣體，其中電阻絲的阻值不變，這樣當測量導池中混合氣體中某一組分含量發(fā)生變化時，導熱系數就變化，引起電阻絲通過混合氣體向氣室壁傳遞的熱量就發(fā)生變化，電阻絲的阻值就發(fā)生變化，橋路輸出的不平衡電壓也隨之變化，根據橋路輸出的不平衡電壓就可測得混合氣體中某一組分含量發(fā)生。4、說明紅外線氣體分析器的工作原理由于各種物質的分子本身都固有一個特定的振動和轉動頻率，只有在紅外光譜的頻率與分子本身的特定頻率相一致時，這種分子才能吸收紅外光譜輻射能。所以各種氣體(液體也如此)并不是對紅外光譜范圍內所有波長的輻射能部具有吸收能力，而是有選擇性的，即不同的分子混合物只能吸收某一波長范圍或某幾個波長范圍的紅外輻射能，紅外線氣體分析器就是利用這一原理進物質分析的。直讀式紅外線氣體分析器的工作原理，可按圖來說明。由輻射光源的燈絲1，發(fā)射出具有一定波長范圍的紅外線，這兩束紅外線在同步電機帶動的切光片3的周期性切割作用下，(即斷續(xù)遮斷光源)就變成