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(cè)量氣體成分的過(guò)程分析儀器，在許多生產(chǎn)過(guò)程中，特別是在有化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過(guò)程中，基于溫度、壓力和流量等物理參數(shù)的自動(dòng)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(jiàn)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(guò)測(cè)量混合氣體的熱導(dǎo)率來(lái)計(jì)算某些成分的含量；這種分析儀器簡(jiǎn)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(cè)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(guò)電橋來(lái)測(cè)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(shí)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(gè)元件組成一個(gè)橋式電路作為兩個(gè)臂，即一個(gè)測(cè)量回路。當(dāng)半導(dǎo)體金屬氧化物敏感元件吸附被測(cè)氣體時(shí)，電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率會(huì)發(fā)生變化，元件的散熱狀態(tài)也會(huì)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(cè)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(cè)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(lái)測(cè)定煙氣中含氧量;氧氣是一種順磁性氣體(能被磁場(chǎng)吸引的氣體稱為順磁性氣體)，在不均勻的磁場(chǎng)中被吸引，流向有強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)的吸引力降低，推動(dòng)未加熱的磁化率較高的氧分子釋放磁場(chǎng)，產(chǎn)生“熱磁對(duì)流”或“磁風(fēng)”現(xiàn)象。在一定的氣樣壓力、溫度和流量下，通過(guò)測(cè)量磁風(fēng)的大小可以測(cè)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(gè)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(huì)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(jiǎn)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(lái)測(cè)量氣體成分，為了提高選擇性，防止測(cè)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(cè)氣體在電極表面就產(chǎn)生電解作用，只要測(cè)量加在電極上的電位，即可確定被測(cè)氣體特有的電解電位，從而使儀表具有選擇識(shí)別被測(cè)氣體的能力。伽伐尼電池式分析儀是將透過(guò)隔膜而擴(kuò)散到電解液中的被測(cè)氣體電解，測(cè)量所形成的電解電流，就能確定被測(cè)氣體的濃度。通過(guò)選擇不同的電極材料和電解液來(lái)改變電極表面的內(nèi)部電壓從而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)不同波長(zhǎng)紅外線的選擇性吸收而工作的分析儀表，測(cè)量這個(gè)吸收光譜可以識(shí)別氣體的類型;測(cè)量吸收強(qiáng)度可以確定被測(cè)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(cè)部分由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的平行光學(xué)系統(tǒng)組成。一個(gè)是測(cè)量室，另一個(gè)是參考室。兩個(gè)腔室通過(guò)光切斷板同時(shí)或在一定周期內(nèi)交替打開(kāi)和關(guān)閉光路。待測(cè)氣體引入測(cè)量室后，被測(cè)氣體特有波長(zhǎng)的光被吸收，從而減少了通過(guò)測(cè)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(guò)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(cè)氣體的濃度越高，通過(guò)測(cè)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(dòng)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(cè)成分的氣體被密封在室內(nèi)，可吸收吸收波長(zhǎng)范圍內(nèi)的所有入射紅外線，使脈動(dòng)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(guò)電容傳感器檢測(cè)，放大后指示被測(cè)氣體的濃度。除電容式傳感器外，還可以采用直接檢測(cè)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(zhǎng)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(gè)光源、一個(gè)測(cè)量室和一個(gè)紅外傳感器即可完成氣體濃度的測(cè)量。此外，如果使用多個(gè)不同波長(zhǎng)的濾光片，可以同時(shí)測(cè)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(shí)采用窄帶濾光片和氣體過(guò)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(cè)量范圍要求。過(guò)濾相關(guān)法能夠測(cè)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(guò)濾器過(guò)濾，導(dǎo)致系列脈沖信號(hào)直接通過(guò)包含樣本氣體的單元，當(dāng)過(guò)濾器輪旋轉(zhuǎn)時(shí)固態(tài)檢測(cè)器反映出信號(hào)變化并將信號(hào)放大輸出以及顯示。
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