第2章第六节成分

1、采样装置预处理系统成分分析仪表的组成框图采样系统传感器信号放大和处理单元显示单元控制单元ni 1注意：1）混合气体中除待测组分外，其余各组分的应相同或相近，否则要进行预处理；2）待测组分的与其余各组分的的差别越大，灵敏度越高；3）同一种气体在不同温度下，其是变化的，随温度的升高而增大。所以需要保持恒定的温度。绝 缘 子电阻丝样 气nccnrrttlQln2nRIQ20nntRR210热导检测器的结构 池体：一般用不锈钢制成。 热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工的钨丝制成。 参考臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。 测量臂：需要携带被分离组分的载气流过，则连接在紧靠近分离

2、柱出口处。 钨丝通电，加热与散热达到平衡后，两臂电阻值： R参=R测 ; R1=R2则： R参R2=R测R1 无电压信号输出；记录仪走直线（基线）。进样后，载气携带试样组分流过测量臂而这时参考臂流过的仍是纯载气，使测量臂的温度改变，引起电阻的变化，测量臂和参考臂的电阻值不等，产生电阻差，R参R测则： R参R2R测R1这时电桥失去平衡，a、b两端存在着电位差，有电压信号输出。信号与组分浓度相关。检测原理平衡电桥，右图。2224OepORepOOx4222xRpOpO22xRppnFRTEln氧化锆探头 热磁热磁 检测技术检测技术1. 检测原理检测原理任何介质处于外磁场中要受到力或力矩的作用而显示

3、任何介质处于外磁场中要受到力或力矩的作用而显示出出 磁性。磁性。HJJ:磁化强度矢量磁化强度矢量 介质磁化率介质磁化率 H 外磁场强度外磁场强度1、被测气体混合物中待测组分比其他气体有高得多、被测气体混合物中待测组分比其他气体有高得多的磁化率的磁化率2、磁化率随温度升高而降低等热磁效应检测气体组、磁化率随温度升高而降低等热磁效应检测气体组分的含量。分的含量。 已知互不发生化学反应的多组分混合气体 的磁化率等于各气体磁化率与浓度乘积之和，氧气的磁化率远大于其它气体，所以混合气体的磁化率 可近似为11c1 氧气磁化率 c1 氧气浓度热磁式气体分析仪的工作原理热磁式气体分析仪的工作原理 待测组分（氧

4、气）较混合气体中其它组分的磁化率大得多； 随温度的升高，气体的磁化率将迅速下降； 在满足第一个条件的情况下，混合气体的磁化率近似为待测组分的磁化率与该组分所占浓度的乘积clKeII0 单原子分子气体和无极性的双原子分子气体不吸收红外线，单原子分子气体和无极性的双原子分子气体不吸收红外线，而具有异核分子的大多数气体在某些特定的波长下对红外线而具有异核分子的大多数气体在某些特定的波长下对红外线有强烈的吸收有强烈的吸收 气体吸收了红外线辐射以后，温度升高使压力（体积）增加气体吸收了红外线辐射以后，温度升高使压力（体积）增加 气体对红外线的吸收遵循朗伯气体对红外线的吸收遵循朗伯比尔定律，即比尔定律，即

5、 clKeII0检测原理检测原理下面我们以下面我们以CO2红外线气体成分检测器的工作原理。红外线气体成分检测器的工作原理。它是双光束测量系统，灯丝通电后发出两束强度几乎它是双光束测量系统，灯丝通电后发出两束强度几乎相等的红外线，波长一般在相等的红外线，波长一般在310m，灯丝一般采用，灯丝一般采用镍铬合金丝。光路中装有切光片，可连续遮段光源镍铬合金丝。光路中装有切光片，可连续遮段光源 假设被测气体中只有待测组分吸收特定波长的红外线。如果假设被测气体中只有待测组分吸收特定波长的红外线。如果其他组分也对红外线有吸收，则情况就不一样了其他组分也对红外线有吸收，则情况就不一样了 背景气体吸收的红外光波

6、长与待测气体的不一样背景气体吸收的红外光波长与待测气体的不一样 检测原理检测原理 色谱分析方法是利用色谱柱将混合物各组分分离开色谱分析方法是利用色谱柱将混合物各组分分离开来，然后按各组分从色谱柱出现的先后顺序分别测来，然后按各组分从色谱柱出现的先后顺序分别测量，根据各组分出现的时间及测量值的大小可确定量，根据各组分出现的时间及测量值的大小可确定混合物的组成以及各组分的浓度。混合物的组成以及各组分的浓度。 固定相对某一组分的吸收能力越强，则流出柱口的固定相对某一组分的吸收能力越强，则流出柱口的时间越慢，如果在柱的出口处安装一个检测器，测时间越慢，如果在柱的出口处安装一个检测器，测出各组分的浓度，就可以得到一个色谱图。出各组分的浓度，就可以得到一个色谱图。气相色谱（流动相为气体）气相色谱（流动相为气体）液相色谱（流动相为液体）液相色谱（流动相为液体）气相色谱柱气相色谱柱液相色谱柱液相色谱柱 定量分析定量分析 定量进样法定量进样法 面积归一化法面积归一化法 外标法外标法 计算机自动分析计算机自动分析气相色谱仪用工作站气相色谱仪用工作站气相色谱仪气相色谱仪载气源流量控制器进样装置色谱柱检测器气体流量计记录仪恒温箱 氧化锆含氧分析仪用于工业锅炉烟道气中的含氧量测量；氧化锆含氧分析仪用于工