7成分检测仪表-zy

过程控制与自动化仪表主讲教师：赵跃第六节化学成分检测仪表一红外式气体成分检测仪表二氧量分析仪表三气相色谱分析仪化学成分检测仪表的种类检测方法仪表名称热学方法热导式分析仪，热化学式分析仪，差热式分析仪等磁力方法热磁式分析仪，热力机械式分析仪等光学方法光电比色分析仪，红外吸收分析仪，紫外吸收分析仪，光干涉分析仪，光散射式分析仪，分光光度分析仪，激光分析仪等射线方法X射线分析仪，电子光学式分析仪，核辐射式分析仪，微波式分析仪等电化学方法电导式分析仪，电量式分析仪，电位式分析仪，电解式分析仪，氧化锆氧量分析仪，溶解氧检测仪等色谱分离方法气相色谱仪，液相色谱仪等质谱分析方法静态质谱仪，动态质谱仪等波谱分析方法核磁共振波谱仪，电子顺磁共振波谱仪共振波谱仪等其它方法晶体振荡分析仪，气敏式分析仪，化学变色分析仪等常用气体的红外线强吸收波长气体名称分子式强吸收波长气体名称分子式强吸收波长二氧化碳2.7,4.26,14.5甲烷3.3,7.7一氧化碳4.65乙炔13.7二氧化硫7.35乙烯10.5二氧化氮6.2硫化氢7．6氨气10.4水气2．6～10一氧化氮5.2红外式气体成分检测仪表根据气体对红外线的强吸收特性，利用传感元件测量红外辐射能以测量气体成份。Bell定律：)(0expkcliII近似式：)1(0kclIIi红外式检测满足的条件：1）存在吸收峰；2）与其他气体无化学反应；3）去除干扰气体；4）c较大时，l应较小0I为透射后的光强度iI为入射光强度红外式气体成分检测仪表光源→平行光束→切光片→光脉冲→滤波气室→吸收干扰组分→两室能量差→监测室→压差→电容变化→正比于被测组分的含量。不足：1）不能保证线性；2）不能检测双原子分子(如氧气、氯气）和单原子分子（如氩气）气体；3）一台仪表只能测一种被测气体。氧量分析仪表氧量分析仪表在现代生产过程中，尤其是在燃烧和氧化反应过程中，以及在空气分离、安全保护和粮食果品储存等方面，准确测量和严格控制混合气体中的含氧量对工业生产有着十分重要的意义。二氧化锆氧量计一热磁性氧气分析仪表在外磁场作用下任何物质均可被感应磁化，并在其内部产生附加磁场。此时物质中的磁感应强度正比于外磁场强度和附加磁场强度之和。BHH热磁性氧气分析仪表一气体的磁化原理：)(0HHBkHHHH成正比和而HkB)1(0HB为真空中介质的磁导率，为介质的绝对磁导率。磁化率者称为顺磁性物质，否则者称为逆磁性物质。而在所有气体物质中氧是顺磁性最强的物质。00k0k常见气体磁化率表设有种气体混合，总磁化率为，总体积则：nmk1mq2221qokqokoksm由于氧气的远高于混合气体中其他气体的所以：2kosk22qokokm磁风的形成二磁风的形成另一方面，顺磁性物质的磁化率与绝对温度的平方成反比:k2T2/Tk在外磁场作用下顺磁性气体能被磁场吸引，而逆磁性气体能被磁场排斥。吸引或排斥的力与磁化率成正比。NS2O2ONS加热线圈2O2O磁风热磁对流测量仪表的结构三测量仪表的结构与工作原理：仪表的工作过程磁风的大小将改变中间通道中的散热条件，磁风越大则散热量越大，环形管中的温度越低。温度的变化将直接导致管壁上铂电阻加热丝的阻值发生变化，电桥信号两侧温差磁风含氧量由于冷风先经过R1因此R1的温度低于R2的。R1和R2的电阻将发生变化，电桥的平衡被破坏。因此电桥的不平衡信号可以反应被测气体中的含氧量。氧化锆氧量计一、气体扩散与浓差电池%70%3022NO%80%2022OH2O2H2N气体扩散气体扩散的强度与气体的温度T、压力P以及浓度差有关，当T、P恒定时则只与浓度差有关。氧化锆氧量计要根据扩散原理测量氧含量就需要一种对氧有选择性的材料，它只能透过氧，而且可将氧的扩散强度转化为电信号。由氧化锆和氧化钙以及氧化铱混合成的固态电解质具有传导氧离子的特性。当温度在600～850度之间时氧化锆可以通过氧离子，温度超过850度会烧坏氧化锆传感器。2O2O2O2O2O2O2ZrO铂电极在氧化锆两侧烧结一层多孔的铂电极就可以制成所谓的氧浓差电池。氧化锆氧量计氧浓差电池的工作原理如下：在正极一个氧分子从多孔铂电极上获取4个电子成为2个负氧离子并在扩散效应的驱动下进入氧化锆。22224)(OepO2O2O2O2O2O2O2ZrO铂电极2P1P在负极负氧离子在扩散效应的驱动下离开氧化锆，离开时2个负氧离子失去4个电子并结合成一个氧分子进入P1侧。)(42122pOeO氧离子在扩散力驱动下对电子的搬运作用在铂电极上形成浓差电势，当电极电场对负离子的阻碍作用与扩散作用平衡时电势稳定。氧化锆氧量计氧浓差电势E的大小可以用能斯特方程描述当以空气作为参比时电势E为：12lnppnFRTE为氧分压（氧携电子数）为绝对温度，为常数，和其中21,4ppnTFR则有：若电极两侧的压力均为p111//VVpp222//VVpp1212ln//lnnFRTPpPpnFRTE1418.20lg1049615.08.20lnTnFRTE氧浓差电势与氧含量的关系（％）（mV）（％）（mV）（％）（mV）1.0073.202.2054.124.5036.811.1070.912.4052.015.0034.261.2068.792.6050.085.5031.961.3066.852.8048.296.0029.851.4065.063.0046.626.5027.911.5063.393.2045.067.0026.111.6061.823.4043.597.5024.451.7060.363.5042.878.0022.881.8058.973.6042.218.5021.421.9057.673.8040.909.0020.042.0056.414.0039.669.5017.73氧化锆探头的结构检测电路氧化锆氧量计是一种高灵敏、高稳定、快速和宽范围的氧量测量仪表，可直接在恶劣环境中测量含氧量。氧化锆探头的安装气相色谱分析仪1.气相色谱分析法：基于各种组分吸附和脱离某种介质的差异得到一系列色谱峰，以反映混合物中各组分的含量。分析过程：1）被分析样品→色谱柱→逐一分离；2）记录色谱峰谱图；3）处理成标准信号。气相色谱分析仪国产工业气相色谱仪系统框图