成分检测仪表
化工厂仪表分类
化工厂仪表分类化工厂仪表是指用于监测和控制化工生产过程中各种物理量和化学参数的仪器设备。
根据其功能和特点，可以将化工厂仪表分为以下几类。
1. 流量仪表流量仪表用于测量流体在管道中的流量，常见的流量仪表有流量计、涡街流量计、电磁流量计等。
它们通过感应流体流过仪表时产生的压力、速度或电磁感应来测量流量。
流量仪表在化工生产中起到了重要的监测和控制作用，能够确保生产过程的稳定性和安全性。
2. 压力仪表压力仪表用于测量流体、气体或蒸汽中的压力，常见的压力仪表有压力变送器、压力表等。
它们通过感应流体对仪表产生的压力来测量压力值。
压力仪表在化工生产中用于监测和控制各种压力参数，保证生产过程的正常运行。
3. 温度仪表温度仪表用于测量物体或介质的温度，常见的温度仪表有温度传感器、温度计等。
它们通过感应物体或介质的热量变化来测量温度。
温度仪表在化工生产中用于监测和控制物料的温度，保证生产过程的温度稳定性和安全性。
4. 液位仪表液位仪表用于测量容器或管道中液体的液位高度，常见的液位仪表有液位计、超声波液位计等。
它们通过感应液体与仪表之间的介质压力或超声波的反射来测量液位高度。
液位仪表在化工生产中用于监测和控制液位，确保生产过程的液位稳定和安全。
5. 分析仪表分析仪表用于对物料或介质进行分析和检测，常见的分析仪表有气体分析仪、液体分析仪等。
它们通过感应物料或介质中的化学成分来进行分析和检测。
分析仪表在化工生产中用于监测和控制物料的成分和质量，保证产品的质量和安全性。
以上是化工厂仪表的主要分类，每种仪表在化工生产中都起到了重要的作用。
它们通过监测和控制各种物理量和化学参数，保证了化工生产过程的稳定性、安全性和产品质量。
化工厂仪表的发展也不断推动着化工工艺的进步和优化，为化工行业的发展做出了重要贡献。
成分分析和物性检测仪表分项工程质量验收记录(最新)
分项工程名 称
检验批数术负责人
分包单位 序号
检验项目
分包单位负责 人
分包单位技术负责 人
施工单位检验结果
建设（监理）单位验收结论
1
分析取样系统预处理装置 应单独安装，并宜靠近传感器
主
被分析样品的排放管应直
2
控 接与排放总管连接，总管应引 项 至室外安全场所，其集液处应
年月日
年月日
目 有排液装置
可燃气体检测器和有毒气
3
体检测器的安装位置应符合本
规范第6.8.4条的规定
一
湿度计测湿元件的安装位
4
般 置有热辐射、剧烈振动、油污 项 和水滴时，应采取相应的防护
目 措施
质量控制资料
建设（监理）单位验收结论：
施工单位质量检验员： 施工单位专业技术质量负责人：
专业技术负责人 （监理工程 师）：
成分分析仪表
By Champagne 有关成分分析仪表的文献阅读札记[内容提要]：成分分析仪表是自动化控制仪表的一个分支，它的出现主要源于石油、化工、冶金、电力、食品、制药、轻工等行业以及环境保护、生物工程领域的需要。
通过对与相关文献检索和阅读，这篇札记将从成分分析仪表的分类、原理、应用等方面进行汇总归纳，并进行理解性质的相关阐述。
[关键词]：成分分析仪表结构原理特性分类参数自动控制不同于温度、压力、液位、流量等物理量，在生产以及其它控制过程中，我们常常需要对物质成分组成这一过程变量进行检测、分析、控制。
这就是成分分析仪表的最主要的功能和应用。
具体而言，成分分析仪表是专门用来测定物质化学成分的一类仪器。
所谓物质的化学成分，是指一种化合物或混合物是由哪些种类的分子、原子或原子团组成，以及这些分子、原子或原子团的含量是多少，或者各种物质成分的比率是多少。
更具体的讲，成分分析一般包括两方面的内容：一是确定物质的化学组成，即物质是由哪些分子、原子或原子团组成，这是定性分析的内容；另一个是确定物质中各种成分的相对含量，这是定量分析的内容。
但是无论定性分析还是定量分析，都是利用物质所含的组分在物理或化学性能方面的差异进行的，如光学、声学、力学、电学、磁学等方面的差异，以便比较精确的测量这些组分的含量。
由此可见，成分分析仪表的工作原理具有更宽的选择范围，因而仪表的种类多，而且差别比较大。
成分分析仪表的分类主要按照应用场合的不同来划分，具体可分为实验分析仪表和过程分析仪表两类。
它们的区别是：过程分析仪表具有连续、可靠、精确的向操作人员或自动控制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、自动的进行分析、信号的处理和远距离传输以及抗干扰等装置或部件，其结构比实验室分析仪表复杂，但是精度相对较低。
虽然过程分析仪表只占成分分析仪表的少数，但是它们在生产过程中起到重要而且特殊的作用。
按照测量原理的不同，成分分析仪表可具体分为以下八类：（1）电化学式分析仪表：如电导式、电量式、电位式等；（2）热学式分析仪表：如热导式、热化学式、热谱式等；（3）磁学是分析仪表：如磁性氧量分析仪、核磁共振波谱仪等；（4）光学式分析仪表：如分析式光学分析仪、发热式光学分析仪等；（5）射线式分析仪表：如X射线分析仪、γ射线分析仪、同位素分析仪等；（6）色谱分析仪表：如气相色谱仪等；（7）电子光学和离子光学分析式仪表：如电子探针、质谱仪、离子探针等；（8）物质性测量仪表：如水分计、粘度计、湿度计、密度计、电导率测量仪等。
成分分析仪表
9.3 工业常用自动分析仪表
工业用自动分析仪表种类很多，我们仅介绍其中较 常用的热导式气体分析器、红外线气体分析器、氧化锆 氧分析器、气相色谱分析仪、酸度检测仪表和湿度检测 仪表。
9.3.1 热导式气体分析器
热导式气体分析器是一种使用最早的、应用较广的 物理式气体分析器，它是利用不同气体导热特性不同的原 理进行分析的。
本章将介绍几种常用的自动分析仪表。
9.2 自动分析仪表的基本组成
工业自动分析仪表的基本组成如图9-1所示。
图9- 1 工业自动分析仪表的基本组成
自动取样装置的作用是从生产设备中自动、连续、 快速的提取待分析样品。
预处理系统可以采用诸如冷却、加热、气化、减压、 过滤等方式对所采集的分析样品进行适当的处理，为分析 仪器提供符合技术要求的试样。
1. 工作原理
氧化锆氧分析器基于电化学分 析方法，利用氧化锆固体电解质原 理工作。由氧化锆固体电解质做成 氧化锆探测器（简称探头），直接 安装在烟道中，其输出为电压信号 ，便于信号传输与处理。
氧化锆对氧的检测是通过氧化 图9-2 氧浓差电池原理示意图 锆组成的氧浓差电池。图9-2为氧化 锆探头的工作原理图。
第9章 成分分析仪表
9.1 成分分析方法及分类 9.2 自动分析仪表的基本组成 9.3 工业常用自动分析仪表
9.1 成分分析方法及分类
成分分析仪表是对物质的成分及性质进行分析的仪表。 使用成分分析仪表可以了解生产过程中的原料、中间产品 及最终产品的性质及其含量。
9.1.1 成分分析方法
成分分析方法分为两种类型，一种是定期取样，通 过实验室测定的实验室人工分析方法；另一种是利用可 以连续测定被测物质的含量或性质的自动分析仪表进行 自动分析的方法。
检测仪表概述
• 其他物位计
1
流量检测仪表
• 差压式流量计 • 转子流量计 • 漩涡流量计
– 节流现象与流量基本方程式 – 标准节流装置 – 工作原理 – 电远传式转子流量计
1
• 质量流量计
– 微动质量流量计
– 总量测量及计量表
– 容积式流量计 燃气表 水表
显示仪表
对被测变量作 出响应,把它转 换为适合测量的 物理量。
对检测元件输 出的物理量信号 作进一步信号转 换
将检测结果以 指针位移、数字、 图像等形式,准确 地指示、记录或 储存。
工业生产过程系统的分类
2.自动信号联锁保护系统
对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置，是生产 过程中的一种安全装置。
检测是化工生产过程的眼睛，通过
仪表来获取生产的物流、能流信息，以
便对化工生产过程进行有效的控制。
测量：被测变量与其相应的标准单
位进行比较，从而获得一个确定的量值。
工业生产过程仪表的分类
按功能不同，分四类：
检测仪表 (包括各种参数的 测量和变送)
显示仪表 (包括模拟量显示 和数字量显示) 控制仪表 (包括气动、电动 控制仪表及数字式控制器)
自动信号联锁保护电路按主要构成元件不同分类：
有触点式 无触点式两类
工业生产过程系统的分类
3.自动操纵及自动开停车系统
自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备 进行某种顺序或周期性操作。 自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤,将生产过程 自动地投入运行或自动停车。
4.自动控制系统
对生产中某些关键性参数进行自动控制,使它们在受到外 界干扰的影响而偏离正常状态时,能自动地调回到规定的数 值范围内。
沼气工程里常用的检测仪表
沼气工程里常用的检测仪表在沼气工程运行过程中，需要采用仪器去感知生产过程的状态。
沼气工程中主要涉及两类检测仪表:检测温度、压力、流量、液位等的热工测量仪表；检测固体悬浮物浓度、浊度、PH、COD、挥发性脂防酸、沼气成分等的物性与成分仪表。
检测仪表用来获取运行过程状态信息，一般由传感器和变送器构成，变送器的作用是将传感器采集的前端信息转换成能够显示和控制的标准信号。
下面简单介绍几种常用于自控系统的检测仪表。
1.温度检测仪表温度是影响微生物活性的主要因素之一，沼气发酵过程需要进行温度控制，因此，温度检测仪表不可或缺。
温度传感器中，适用于检测沼气发酵料液温度的典型测温元件是热电阻，其测温电路采用不平衡电桥。
温度传感器直接安装在沼气发酵装置上，与变送器的距离可能较远，传感器与变送器的连接通常采用三线制接法，即用三根导线，其中一根串联在电源支路里，另两根分别接在两个相邻的桥壁上。
三线制接法可基本消除连接导线造成的测量误差。
与温度传感器配接的二次仪表主要包括温度变送器、数字温度显示仪和温度巡检仪。
2.压力检测仪表电测式压力检测仪表是利用金属或半导体的物理特性，直接将压力转换为电压或电流信号输出。
也可利用弹性体受压产生的形变，通过电阻应变片将形变转换为电压或电流信号输出。
为保证弹性元件工作在有效形变范围内，被测最大压力值不应超过满量程的3/4，最小压力值不应低于全量程的1/3。
压力传感器获取的压力信息，由压力变送器或压力开关转换为标准电信号输出，可以远程输出。
由传感器、变送器或压力开关组成的压力检测仪可用于监测管道、沼气发酵装置以及储气装置内的压力。
压力测量值常常用作报警参数。
3.流量检测仪表流量检测仪表包括测量单位时间流量的流量计和测量流体流过总量的积算仪，多数流量检测仪同时具备测量流量和总量的功能。
检测流量的方式很多，其中电磁流量计因其传感器的光滑测量管内无阻流部件，使仪表压力损失极小，且不易堵塞，在检测液固两相介质流量方面有优势，故具有一定导电率的污水流量适合用电磁流量计检测，但若污水中含有较多铁磁性物质及大量水泡时会影响测量精度。
大型石油炼厂储罐仪表的选型及应用
大型石油炼厂储罐仪表的选型及应用在大型石油炼厂中，储罐是存放原油、成品油和其他石油产品的重要设备，而仪表则是储罐运行和管理的关键手段之一。
正确的仪表选型和应用能够确保储罐的安全性和运行效率。
大型石油炼厂储罐的仪表选型主要涉及液位、温度、压力、流量和液体组成等方面。
下面将分别介绍这些仪表的选型及应用。
1. 液位仪表：液位仪表主要用于测量储罐内液位的高度，常见的液位仪表有浮球式液位计、雷达液位计和超声波液位计等。
在选型时需要考虑液体性质、温度、压力和容器形状等因素。
浮球式液位计适用于常温常压的储罐，雷达液位计适用于高温高压和易燃易爆环境，超声波液位计适用于液位变化较大的储罐。
2. 温度仪表：温度仪表主要用于测量储罐内液体的温度，常见的温度仪表有热电偶、热电阻和红外测温器等。
在选型时需要考虑温度范围、介质性质和工作环境等因素。
热电偶适用于高温范围，热电阻适用于中低温范围，红外测温器适用于非接触式测温。
3. 压力仪表：压力仪表主要用于测量储罐内液体的压力，常见的压力仪表有压力变送器、差压变送器和压力开关等。
在选型时需要考虑压力范围、精度和介质性质等因素。
压力变送器适用于连续测量和控制，差压变送器适用于测量液位，压力开关适用于过压和低压报警。
4. 流量仪表：流量仪表主要用于测量储罐内液体的流量，常见的流量仪表有涡轮流量计、电磁流量计和超声波流量计等。
在选型时需要考虑流量范围、精度和介质性质等因素。
涡轮流量计适用于小流量和高粘度介质，电磁流量计适用于导电液体，超声波流量计适用于腐蚀液体和高粘度介质。
5. 液体组成仪表：液体组成仪表主要用于测量储罐内液体的成分，常见的液体组成仪表有红外分光仪、质谱仪和红外光谱仪等。
在选型时需要考虑成分范围、分辨率和测量精度等因素。
红外分光仪适用于测量单一成分，质谱仪适用于复杂成分分析，红外光谱仪适用于有机物的检测。
大型石油炼厂储罐仪表的选型及应用需要综合考虑液位、温度、压力、流量和液体组成等因素，并根据具体的工艺要求和环境条件选择合适的仪表设备。
化工仪表基础第一章-检测仪表基本知识
检测仪表的品质指标
4.反应时间
反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快反映出参数变化 的品质指标。反应时间长，说明仪表需要较长时间才能给 出准确的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。
仪表反应时间的长短，实际上反映了仪表动态特性的好坏。
Z
Z m ax 仪表量程
100%
图1-3 重复性示意图
检测系统中的常见信号类型
作用于检测装置输入端的被测信号，通常要转换成以下几 种便于传输和显示的信号类型
1.位移信号 2.压力信号 3.电气信号 4.光信号
检测系统中信号的传递形式
1. 模拟信号
在时间上是连续变化的, 即在任何瞬时都可以确定 其数值的信号。
第一章 检测仪表基本知识
内容提要
测量过程与测量误差 测量仪表的品质指标 测量系统中的常见信号类型 检测系统中信号的传递形式 检测仪表与测量方法的分类 化工检测的发展趋势
测量过程与测量误差
测量是用实验的方法,求出某个量的大小。
举例
测一段导线的长度
Q qV
间接测量
直接测量
测量实质：是将被测参数与其相应的测量单位进行比 较的过程。
相对百分误差δ
标尺上限值ma标x 尺下限值100%
允许误差
仪表允许的最大绝对误 差值
允 标尺上限值 标尺下限值 100 %
检测仪表的品质指标
小结
仪表的δ允越大，表示它的精确度越低；反之，仪表的 δ允越小，表示仪表的精确度越高。将仪表的允许相对百分
误差去掉“±”号及“％”号，便可以用来确定仪表的精确 度等级。目前常用的精确度等级有0.005，0.02，0.05， 0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。
气体成分分析仪表_10_2
红外式气体分析仪
• 在科学研究、生产过程、军事和医疗中， 红外检测方法一直被关注和重视，当入射红 外辐射的频率与分子的振动频率相同时，红 外辐射就会被气体分子所吸收，引起辐射的 衰减 • 工业红外式气体分析仪主要用于测量CO、 CO2、CH4、C2H4等气体的含量
接收室 切光片 测量气室 电容微音器 固定金属片
由于很小，而且t n 变化不大，因此，可以把
1 t 近似为常数，则有
n
Rn A
B
这就是电阻丝阻值R n与混合气体的导热率 的关系表达式
测量电路
• 被测气体浓度的变化，经过热导池检测器变成 了电阻丝阻值的变化，阻值的变化可采用电桥
来进行测量。
• 实际常用的测量电路有两种： (1) 直流单桥测量线路 (2) 交流双桥测量线路
设在物体内部垂直于导热方向取两个相距1米、面积为1 平方米的平行平面,这两个平面的温差为1°K,则在1秒内从 一个平面传到另一个平面的热量就规定为该物质的热导率, 其单位为瓦特/米· 开。 各类物质的热导率〔W/(m· K)〕的大致范围是：金属为 50～415，合金为12～120，绝热材料为0.03～0.17，液体 为0.17～0.7，气体为0.007～0.17。
接收室 切光片 测量气室 电容微音器 固定金属片
红外光源
滤光镜
遮光板
参比气室
金属薄膜
接收室：是薄膜电容微音器。它是利用待测组分的变化引起电容量变 化来测量待测组分的浓度的。
金属薄膜将接收室内的分成容积相等的两个接收室，接收室内充满等浓度的CO 气体。红外光束射入接收室后，被其中CO吸收，使气体温度升高，从而导致内 部压力升高。 测量光束与参比光束平衡时，两边压力相等，动片薄膜维持在平衡位置。当 测量气室中有待测组分时，通过参比气室的红外光辐射保持不变，而通过测 量气室进入接收室的红外光由于待测组分的吸收面减弱，使这一边的温度降 低，压力减小，金属薄膜偏向固定金属片一方，从而改变了电容器两极间的 距离，也就改变了电容量。
分析仪表原理概述
分析仪表原理概述概述：分析仪表是一种用于测量、监测和分析各种物质成分和性质的仪器设备。
它们在各个领域，如化学、环境监测、生物医学、食品安全等方面都有广泛的应用。
分析仪表的原理是基于物质与能量之间的相互作用，通过测量这种相互作用的变化来获取样品的信息。
一、光学原理：光学原理是分析仪表中常用的一种原理。
根据样品对光的吸收、散射、透射等特性，可以通过光的强度变化来推断样品的成分和性质。
例如，紫外可见分光光度计利用样品对可见光的吸收来测量样品的浓度。
红外光谱仪则利用样品对红外光的吸收来分析样品的化学结构。
二、电化学原理：电化学原理是另一种常用的分析仪表原理。
它利用电化学反应来测量样品的成分和性质。
例如，pH计通过测量溶液中氢离子浓度的变化来确定溶液的酸碱性质。
电化学分析仪则通过测量电流、电压等电化学参数来分析样品的成分。
三、质谱原理：质谱原理是一种高灵敏度的分析仪表原理。
它通过将样品中的分子离子化，并在磁场中进行分离和检测，来确定样品的成分和结构。
质谱仪广泛应用于有机化学、环境监测、药物分析等领域。
四、色谱原理：色谱原理是一种将混合物中的成分分离并进行定量分析的方法。
它利用样品中各组分在固定相或液相中的分配系数不同，通过在色谱柱中的运动速度差异来实现分离。
气相色谱、液相色谱等都是常见的色谱分析方法。
五、核磁共振原理：核磁共振原理是一种利用核自旋共振现象来分析样品的原理。
它通过在外加磁场和射频场的作用下，使样品中的核自旋发生共振吸收，从而得到样品的结构和成分信息。
核磁共振广泛应用于有机化学、生物医学、材料科学等领域。
六、质量光谱原理：质量光谱原理是一种利用质量光谱仪来分析样品的原理。
它通过将样品中的分子或离子离子化，并在磁场中进行分离和检测，来确定样品的成分和结构。
质量光谱仪广泛应用于有机化学、环境监测、药物分析等领域。
七、热分析原理：热分析原理是一种利用样品在升温过程中的质量、体积、热量等性质的变化来分析样品的原理。
热工测量及仪表专题介绍
三、压力测量-1151电容式压力（压差）传感器
电容式压力变送器是将压力的变化转化为电容量的变化，然后 进行测量的变送器。它是一种开环检测仪表、具有结构简单、 过载能力强、测量精度高、体积小、重量轻、使用方便等特点。
C A
d
❖改变d能够获得较高灵敏度，可测量微米数 量级的位移；
漩涡流量计由检测器和转换器组成。
在流动的流体中放置一根其轴线 与流向垂直的非流线性柱形体(加 三角柱、圆柱等)，称之为漩涡发 生体。当流体沿漩涡发生体绕流 时，会在漩涡发生体下游产生不 对称但有规律的交替漩涡列，这 就是所谓的卡门涡街现象。
四、流量测量-漩涡流量计
涡街稳定的条件：h/L=0.281时
1
C 2D2 1 4 4
2 p
1
五、成分分析仪表-氧化锆氧量计
火电厂锅炉燃烧质量如何检测？ 炉烟成分自动分析
过剩空气系数α保持在一定 范围，可保证燃料完全燃烧， 又不过多地增加排烟量和降 低燃烧温度。过剩空气系数 α可通过分析的O2和CO2含量 来判断。
氧含量与α有单值关系，且此受燃料品种的影响较小；氧量计 的反应比二氧化碳表计快。所以目前电厂中大量采用氧量计测 过剩空气系数。
确定的，对确定的被测金属， 和u也
是定值，因此线圈的电感L将只随线圈 与金属导体间的距离d改变，两者之间 具有单值对应关系。
七、机械量测量-位移测量
七、机械量测量-位移测量
七、机械量测量--转速测量
七、机械量测量--振动测量
空气
烟气 2 —参比气样氧容积浓度；
—待测气样氧容积浓度。 1
五、成分分析仪表-氧化锆氧量计
氧化锆氧量计使用中注意事项
➢ 氧化锆传感器需要恒温或在计算电 路中采取补偿措施，以消除传感器温度 （池温）对测量的影响。氧化锆氧量计 又分为恒温式和补偿式两种。 ➢氧化锆传感器要在一定高温下工作， 以保证有足够高的灵敏度。 ➢保持参比气样的压力与待测气样的压 力相等。 ➢保持参比气样和待测气样一定的流速， 以保证测量的准确性。 ➢氧化锆纯度要高，存在杂质会降低输 出电势。致密性要好，否则氧离子直接 穿过。 ➢显示仪表具有较的输入阻抗。
成分分析仪表
二、热导监测器
热导监测器也称热导池。由于气体的导热系数都比较小，一般不能进行直接测量。热导池的作用是将气体的导热系数的大小及其变化转换成热导池中热电丝的电阻值的变化，以变进行测量。
ห้องสมุดไป่ตู้
热量平衡时，电阻丝产生的热量与通过气体传导散失的热量相等。当电阻丝初始电阻、温度和电阻丝上的电流及电阻丝的几何尺寸为一定时，电阻丝的阻值与λ为单值关系。如果λ愈大，说明散热条件越好，则热平衡时电阻丝的的温度也越低，导致电阻丝电阻值愈小，检测出电阻丝的阻值变化，可以测量导入系数。
上式表明，当待测组分浓度变化时，将引起导热系数λ的变化，如果测得λ，即可求得待测组分的浓度。
（4－2）
式（4－2）成立的条件是： ※ 混合气体中除待测组分外，其它各组分的导热系数应大致相同或是否接近； ※ 待测组分的导热系数与气体组分的导热系数要有显著的差别，差别越大，测量的灵敏度越高。 从表4－1可以看出，氢气的导热系数一般是其它气体的几倍，而二氧化碳、二氧化硫比其它气体的导热系数明显要小得多，因此从理论上讲，热导式检测技术可用于氢气、二氧化硫及二氧化碳等气体在某一混合气体中所占浓度的测量。
§1 热导式检测技术
热导式检测技术是根据待测组分的导热率与气体组分的导热系数有明显的差异这一特性工作的。当被测气体的待测组分含量变化时，将引起导热系数变化，通过导热池，转换成电热丝电阻值的变化，从而间接地得到待测组分的含量。利用这一原理制成的仪表称为热导式气体分析仪。
表4－1 某些气体在0℃时导热系数（ ） 和相对导热系数（ ）
气体
0℃时对空气导热系数
0℃时导热系数
氢气
0.1741
7.130
氮气
0.0235
发射光谱仪检定规程
发射光谱仪检定规程发射光谱仪（ES）是一种被广泛应用于分析成分、测定有机物和无机物中微量成分含量的仪器仪表，它可以对物质指示一定范围内吸收或发射的光谱进行测量。
因此，正确的使用ES需要一定的技术准备和一定的技术标准。
二、安全技术条件1、发射光谱仪的燃料应符合国家有关的技术标准要求。
2、发射光谱仪的安全指标应满足有关法律法规的要求。
3、发射光谱仪的设备操作应符合国家有关的技术指导书中精度和可靠性的要求。
4、发射光谱仪的维护操作应符合国家有关的技术规范中精度和可靠性的要求。
5、发射光谱仪在使用过程中，必须检查设备的整体性能，以确保安全性和稳定性。
三、检定方法1、发射光谱仪的安全检定应根据国家有关的技术标准的要求，进行综合检定，以确保发射光谱仪的安全可靠性。
2、发射光谱仪的准确性检定应根据国家有关的技术标准要求，进行定量检定，以确保发射光谱仪的准确性可靠性。
3、发射光谱仪的可靠性检定应根据国家有关的技术标准要求，采用组合运行技术，进行系统的检定，以确保发射光谱仪的可靠性可以得到有效的检验。
四、技术要求1、发射光谱仪的仪器技术参数应符合国家有关的技术标准的要求，以确保发射光谱仪的安全性和稳定性。
2、发射光谱仪的设备调试应符合国家有关的技术标准要求，以确保发射光谱仪的可靠性。
3、发射光谱仪的测量准确度应符合国家有关的技术标准要求，以确保发射光谱仪的准确性。
4、发射光谱仪的操作人员应具有相应的技术能力，熟悉发射光谱仪的使用情况，以确保发射光谱仪的安全运行。
五、校准程序1、发射光谱仪的校准，应采用改进的双头校准方法，定期校准校准。
2、将发射光谱仪的信号输入装置的调幅度调整为最小。
3、将发射光谱仪的校准参数调节锁定，并确保发射光谱仪的校准系统的准确性、可靠性和安全性。
4、使用发射光谱仪的自检功能，以确保发射光谱仪的准确性和可靠性。
六、应用发射光谱仪在化学分析、工业生产、科学研究等领域中有广泛的应用，它可以用来检测各种物质的成分及它们的浓度，是化学分析的重要工具。
发电厂成份分析检测仪表分析仪表-5色谱分析仪表5.1 第五章 课件
2．FJE按PT固RI 定相的使用形式分类
（1）柱色谱（columnar chromatography） 固定相装在玻璃管或金 属管内，或涂在柱内壁上。又分为填充柱色谱和空心毛细管色谱
（2）纸色谱（paper chromatography） 用滤纸作载体，吸附在滤 纸上的水为固定相。试样溶液在纸上进行展开、分离QXSP－10
——色谱法灵敏 可直接检测含量在ppm级甚至更低含量的成分
F—JE—PT色RI谱应用广泛 作为一种分离检测手段可用于测定分子量很 低的常量或痕量气体，又可分离测定分子量上百万的材料；可分离 性质非常接近的同位素、同分异构体、空间异构体、自旋异构体或 光学异构的对映体，也广泛用于大分子和一些生物活性物质以及无 机阴、阳离子的测定
对固定液的要求 (1)挥发性小，在操作温度下蒸气压低，以免流失 (2)热稳定性好，在操作温度下呈液态，不分解 (3)对试样有适当的溶解能力，否则易被载气带走起不到分配作用 (4)具有高的选择性，即对沸点相同或相近的不同物质有尽可能高 的分离能力Biao-1
F(J5E)化PT学RI稳定性好，不与被测物质起化学反应
——热导池检测器 结构简单，灵敏度适宜，稳定性较好，对所有 物质有响应，是应用最广、最成熟的一种检测器
结构 由池体和元件构成，分双臂热导池和四臂热导池两种。
例，双臂热导池，池体用不锈钢块制成，有两个大小相同、形状完 全对称的孔道，每个孔内固定一根金属丝，如钨丝(价廉，有较高的 电阻温度系数(温度每升1度电阻的变化值)和电阻率，易加工，最广 泛，或铂丝，两金属长短、粗细、电阻值相同，称热敏元件
F—JE—PT气RI－固色谱中的固定相
原理 固定相是一种多孔、有较大比表面的吸附剂颗粒。试 样由载气带进柱子，即被吸附剂吸附。载气不断流过吸附剂时，已 被吸附的被测组分又被洗脱——脱附。脱附的组分随着载气前进时， 又可被前面的吸附剂吸附。随着载气的流动，被测组分在吸附剂表 面进行反复的吸附、脱附过程。由于被测物质中各组分的性质不同， 在吸附剂上吸附能力不同：较难被吸附的组分易被脱附，较快地移 向前面；易被吸附的组分移动较慢。经过一段时间，即通过一定量 的载气后，试样中各组分彼此分离而先后流出色谱柱。在气－固色 谱中，此法应用较多
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由于氧气的 ko2远高于混合气体中其他气体的 ks 所以： km ko2qo2
磁风的形成
二 磁风的形成
另一方面，顺磁性物质的磁化率 k 与绝对温度的平
方T 2成反比:
k /T2
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。
含氧量 磁风 两侧温差 电桥信号
氧化锆氧量计
一、气体扩散与浓差电池
O2 30% N2 70% H2 20% O280%
N2
H2
O2
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。
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 热学方法 磁力方法 光学方法
射线方法
电化学方法
色谱分离方法 质谱分析方法 波谱分析方法 其它方法
仪表名称
热导式分析仪，热化学式分析仪，差热式分析仪等
热磁式分析仪，热力机械式分析仪等
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
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
气相色谱仪，液相色谱仪等
甲烷
3.3,7.7
乙炔
13.7
乙烯
10.5
硫化氢
7．6
水气
2．6～10
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： I0 Ii exp (kcl)
近似式： I 0 I i (1 kcl)
I 0 为透射后的光强度 I i 为入射光强度
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
P1
P2
子并在扩散效应的驱动下进入氧
O2
O 2
O2
化锆。
O2 ( p2 ) 4e 2O2
O2
O 2
在负极负氧离子在扩散效应的
O2
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
ZrO 2
一个氧分子进入P1侧。
铂电极
2O2 4e O2 ( p1)
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 O2 化锆可以通过氧离子，温度超过 850度会烧坏氧化锆传感器。
在氧化锆两侧烧结一层多孔的 O2 铂电极就可以制成所谓的氧浓差 电池。
O 2
O2
O 2 O2
ZrO 2
铂电极
氧化锆氧量计
氧浓差电池的工作原理如下：
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
E RT ln p2 其中R和F为常数，T为绝对温度， nF p1 n （ 4 氧携电子数）, p1 p2为氧分压
若电极两侧的压力均为 p则Leabharlann ：B 0 (H H )
而H 和H成正比
H kH
B 0 (1 k )H B H
0为真空中介质的磁导率， 为介质的绝对磁导
率。磁化率 k 0 者称为顺磁性物质，否则者 k 0
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。
常见气体磁化率表
设有 n 种气体混合，总磁化率为 km ，总体积 qm 1 则：
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。
一 热磁性氧气分析仪表
二 氧化锆氧量计
热磁性氧气分析仪表
一 气体的磁化原理：
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 B正 比于外磁场强度H和附加磁场强度 H之和。
N
N 加热线圈
O2
O2 O2
O2 磁风
S
S 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，
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。
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
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。
（％） （mV）
1.00
73.20
1.10
70.91
1.20
68.79
1.30
66.85
1.40
65.06
1.50
63.39
1.60
61.82
1.70
60.36
1.80
58.97
1.90
57.67
静态质谱仪，动态质谱仪等
核磁共振波谱仪，电子顺磁共振波谱仪 共振波谱仪等 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 二氧化碳
分子式 强吸收波长 2.7,4.26,14.5
一氧化碳
4.65
二氧化硫
7.35
二氧化氮
6.2
氨气
10.4
一氧化氮
5.2
气体名称 分子式 强吸收波长
p1 / p V1 /V 1 p2 / p V2 /V 2
E RT ln p2 / P RT ln 2 nF p1 / P nF 1
当以空气作为参比时电势E为：
E RT ln 20.8 0.49615 10 4T lg 20.8
nF 1
1
氧浓差电势与氧含量的关系