by / sumaart
氣體分析儀有哪些常用的類型？氣體分析儀是一種用于測量氣體成分的過程分析儀器，在許多生產(chǎn)過程中，特別是在有化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過程中，基于溫度、壓力和流量等物理參數(shù)的自動控制往往是不夠的。由于被分析的氣體種類繁多，分析原理也多種多樣，所以氣體分析儀的種類也很多；氣體分析儀有五種常見類型：
一、熱導(dǎo)式
一種物理類的氣體分析儀表，它是根據(jù)不同氣體的熱導(dǎo)率不同的原理，通過測量混合氣體的熱導(dǎo)率來計(jì)算某些成分的含量；這種分析儀器簡單可靠，適用于多種氣體。它是一種基本的分析儀器。但是，直接測量氣體的熱導(dǎo)率是很困難的，所以實(shí)際上往往是將氣體熱導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)化為電阻的變化，然后通過電橋來測量。熱導(dǎo)式氣體分析儀的熱敏元件主要包括半導(dǎo)體敏感元件和金屬電阻絲。半導(dǎo)體敏感元件體積小，熱慣性小，電阻溫度系數(shù)大，因此靈敏度高，時滯小。將珠狀金屬氧化物燒結(jié)在鉑線圈上作為敏感元件，然后在相同的內(nèi)阻和發(fā)熱量的鉑線圈上纏繞不與氣體發(fā)生反應(yīng)的材料作為補(bǔ)償元件。這兩個元件組成一個橋式電路作為兩個臂，即一個測量回路。當(dāng)半導(dǎo)體金屬氧化物敏感元件吸附被測氣體時，電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率會發(fā)生變化，元件的散熱狀態(tài)也會發(fā)生變化。元件的溫度變化使鉑線圈的電阻發(fā)生變化，電橋產(chǎn)生不平衡電壓輸出，可以檢測氣體的濃度。熱導(dǎo)氣體分析儀具有廣泛的應(yīng)用。除了通常分析氫氣、氨氣、二氧化碳、二氧化硫和低濃度可燃?xì)怏w外，還可以在色譜分析儀中作為檢測器，分析其他成分。
二、熱磁式
其原理是利用煙氣組分中氧氣的磁化率特別高這一物理特性來測定煙氣中含氧量;氧氣是一種順磁性氣體(能被磁場吸引的氣體稱為順磁性氣體)，在不均勻的磁場中被吸引，流向有強(qiáng)磁場的地方。這里有一根電熱絲，使氧氣的溫度升高，磁化率降低，從而使磁場的吸引力降低，推動未加熱的磁化率較高的氧分子釋放磁場，產(chǎn)生“熱磁對流”或“磁風(fēng)”現(xiàn)象。在一定的氣樣壓力、溫度和流量下，通過測量磁風(fēng)的大小可以測量出氣樣中的氧含量。由于熱敏元件(鉑絲)既作為不平衡橋的兩個橋臂電阻，又作為加熱電阻絲，在磁風(fēng)的作用下產(chǎn)生溫度梯度，即進(jìn)氣側(cè)橋臂的溫度低于排氣側(cè)橋。手臂溫度。不平衡電橋會根據(jù)氣樣中的氧含量輸出相應(yīng)的電壓值。該熱磁氧分析儀結(jié)構(gòu)簡單，易于制造和調(diào)整。
三、電化學(xué)式
一種化學(xué)類的。它根據(jù)化學(xué)反應(yīng)所引起的離子量的變化或電流變化來測量氣體成分，為了提高選擇性，防止測量電極表面沾污和保持電解液性能，一般采用隔膜結(jié)構(gòu)。常用的電化學(xué)式分析儀有定電位電解式和伽伐尼電池式兩種。定電位電解式分析儀的工作原理是在電極上施加特定電位，被測氣體在電極表面就產(chǎn)生電解作用，只要測量加在電極上的電位，即可確定被測氣體特有的電解電位，從而使儀表具有選擇識別被測氣體的能力。伽伐尼電池式分析儀是將透過隔膜而擴(kuò)散到電解液中的被測氣體電解，測量所形成的電解電流，就能確定被測氣體的濃度。通過選擇不同的電極材料和電解液來改變電極表面的內(nèi)部電壓從而實(shí)現(xiàn)對具有不同電解電位的氣體的選擇性。
四、紅外線吸收式
它是根據(jù)不同成分氣體對不同波長紅外線的選擇性吸收而工作的分析儀表，測量這個吸收光譜可以識別氣體的類型;測量吸收強(qiáng)度可以確定被測氣體的濃度。紅外分析儀用途廣泛，不僅可以分析氣體成分，還可以分析溶液成分，靈敏度高，響應(yīng)快，連續(xù)在線指示，還可以組成調(diào)節(jié)系統(tǒng)。工業(yè)上常用的檢測部分由兩個結(jié)構(gòu)相同的平行光學(xué)系統(tǒng)組成。一個是測量室，另一個是參考室。兩個腔室通過光切斷板同時或在一定周期內(nèi)交替打開和關(guān)閉光路。待測氣體引入測量室后，被測氣體特有波長的光被吸收，從而減少了通過測量室光路進(jìn)入紅外接收氣室的光通量.氣體濃度越高，進(jìn)入紅外接收室的光通量越少;而通過參考室的光通量是恒定的，進(jìn)入紅外接收室的光通量也是恒定的。因此，被測氣體的濃度越高，通過測量室和參比室的光通量差異越大。這種光通量差異以一定周期振動的幅度投射到紅外接收氣囊上。接收氣室被幾微米厚的金屬膜分成兩半，被測成分的氣體被密封在室內(nèi)，可吸收吸收波長范圍內(nèi)的所有入射紅外線，使脈動的光通量變成溫度的周期性變化，可以根據(jù)氣體狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換成壓力變化，然后通過電容傳感器檢測，放大后指示被測氣體的濃度。除電容式傳感器外，還可以采用直接檢測紅外線的量子紅外傳感器，采用紅外干涉濾光片進(jìn)行波長選擇，并以可調(diào)諧激光器為光源，組成新型全固態(tài)紅外氣體分析儀.該分析儀只需要一個光源、一個測量室和一個紅外傳感器即可完成氣體濃度的測量。此外，如果使用多個不同波長的濾光片，可以同時測量多組分氣體中各氣體的濃度。與紅外分析儀原理類似，還有紫外分析儀、光電比色分析儀等，在工業(yè)上也有廣泛的應(yīng)用。
五、非分散紅外分析
非分散紅外氣體分析儀同時采用窄帶濾光片和氣體過濾相關(guān)法兩種非色散光譜分析技術(shù)結(jié)合，適合于氣體不同的測量范圍要求。過濾相關(guān)法能夠測量低量程氣體并有效避免交叉干擾，這種獨(dú)特技術(shù)能消除弱吸收氣體如CO和高吸收氣體CO2交叉干擾。熱源發(fā)出的紅外光被旋轉(zhuǎn)過濾器過濾，導(dǎo)致系列脈沖信號直接通過包含樣本氣體的單元，當(dāng)過濾器輪旋轉(zhuǎn)時固態(tài)檢測器反映出信號變化并將信號放大輸出以及顯示。
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