成分分析仪器

8.1概述8.1.1成分分析仪器简介8.1.2成分分析仪器的分类8.1.3成分分析仪器的组成8.1.4成分分析仪器的主要性能指标上一页下一页返回8.1.1成分分析仪器简介专门用来测定物质化学成分的一类仪器。物质的化学成分：指一种化合物或混合物是由哪些种类的分子、原子或原子团所组成，以及这些分子、原子或原子团的含量是多少。成分分析包括内容：确定物质的化学组成，确定物质中各种成分的相对含量上一页下一页返回8.1.2成分分析仪器的分类按照使用场合的不同分:实验室分析仪器过程分析仪器两大类。两者的重要区别:在于过程分析仪器具有连续、可靠、精确地向操作人员或自控装置及时提供工艺过程质量信息的功能，在结构上具有能够自动地连续采样、对试样进行预处理（抽吸、过滤、干燥等）、自动地进行分析、信号的处理和远传以及抗干扰等装置或部件，其结构比实验室分析仪器复杂，精度通常比实验室分析仪器略低。上一页下一页返回按照测量原理分类：（1）电化学式分析仪器：如电导式、电量式、电位式等；（2）热学式分析仪器：如热导式、热化学式、热谱式等；（3）磁学式分析仪器：磁性氧量分析仪，核磁共振波谱仪等；（4）光学式分析仪器：吸收式光学分析仪，发射式光学分析仪；（5）射线式分析仪器：如X射线分析仪，射线分析仪，同位素分析仪等；（6）色谱分析仪器：如气相色谱仪等；（7）电子光学和离子光学式分析仪器：如电子探针、质谱仪、离子探针等；（8）物性测量仪器：如水分计、粘度计、湿度计、密度计、电导率测量仪等。上一页下一页返回8.1.3成分分析仪器的组成1．成分分析仪器的基本组成2.取样装置3.预处理系统4.分离装置5.检测器或检测系统6.信号处理系统7.显示环节上一页下一页返回1．成分分析仪器的基本组成成分分析仪器的基本组成框图上一页下一页返回2.取样装置任务：将待分析的样品引入到成分分析仪器根据被分析的对象不同，样品可分为气体、液体、熔融金属、固体散状物料等几种情况。过程分析仪器大多为气体分析仪器，如果样品为液体也往往使它气化。对于过程取样装置：首先要求能够承受生产过程的恶劣条件；其次对于所取的样品，应有代表性，没有被测量组分的损失；再次不应与待分析样品中任何组分起化学反应，以防止失真。在取样装置设计时，应注意取样点选取、取样探头及探头清洗几个方面上一页下一页返回（1）取样点选择取样点选择应满足下列要求：

①能正确地反应被测组分变化的地点；

②不存在泄漏；

③试样含尘雾容量少，不致发生堵塞现象；

④试样不处于化学反应过程中。上一页下一页返回（2）探头探头的功能：直接与被测物流接触取得试样，并初步净化试样。要求：探头有足够的机械强度，不与试样起化学反应和催化作用，不造成过大的取样滞后，易于安装、清洗。上一页下一页返回敞开式探头结构上一页下一页返回（3）探头清洗有些分析仪器的探头或检测元件经常被介质中污染物污染，导致探头或检测元件反应迟钝，需要定期清洗。清洗时，先用阀门将探头或检测元件与工艺流程隔离，自动清洗装置采用增压的流体喷射，或加热、化学法及超声波清洗。上一页下一页返回3.预处理系统 预处理是针对过程分析仪器而言的。预处理的任务是将取样装置从生产过程中提取的样品加工处理，以满足检测器对样品状态的要求。如除尘、除湿、过滤有害物质、稳压稳流调节、流路及管线的合理布局等。4.分离装置 在成分分析仪器中，分离是进行定性或定量分析的基本手段之一。例如在气相色谱仪中，待分析的气样在载气（输送样品的气体）带动下进入充有吸附剂的色谱柱时，各组分经过连续地分配、吸附及吸收作用，便可被分离成单一的组分，此后各组分依次通过检测器即可实现多组分气体的含量分析。上一页下一页返回5.检测器或检测系统 检测器是成分分析仪器的核心部分，它能够把待分析的含量信息转变成相应的输出信号，输出信号大多数是电参数。6.信号处理系统 由于检测器输出的信号多数是电信号，所以信号处理系统也是以电信号处理为主。检测器输出的信号一般是很微弱的，所以信号处理系统一般都包括放大环节和一些运算环节等。7.显示环节 显示环节主要是显示成分分析的最终结果。显示装置有模拟显示装置、数字显示装置、图像显示装置等。上一页下一页返回8.1.4成分分析仪器的主要性能指标主要性能指标有：灵敏度、精度、重复性、噪声、线性范围、选择性、分辨力和响应时间等。成分分析仪器的各项性能指标，除选择性和分辨力外，与其它仪器相似。选择性和分辨力是表示仪器区分特性相近组分的能力，选择性一般用于单组分成分分析仪器，分辨力多用于多组分成分分析仪器，分辨力的问题比较复杂，往往不同仪器表示形式也不同。上一页下一页返回选择性问题选择性的好坏一般用选择系数k来表示式中，Δ

φk——干扰组分的含量变化；

Δ

φm