热导分析仪维护

1.4热导分析仪

1.4.1框图及原理

热导式分析仪是利用各种气体的热传导速度各不相同的物理特性制成的，可分析混合气体中某组分的百分含量，彼此无化学反映的混合气体的导热系数近似为各组分导热系数的算术平均值。使用时需满足：混合气体中除被测组分外，其余组分导热系数相近，且被测组分与其余组分导热系数要有明显差别。即入（侧）>>入（其余），入（混）=入（其余）+〔入（侧）—入（其余）〕×C（侧），因H2的导热系数最大，传热能力最强，CO2、SO2、Ar等比一般气体导热系数小，故热导式分析仪一般用于测以上几种。

（1）热导式分析仪检测器（热导池）的工作原理

由于气体导热系数都很小，直接测量较难，一般使导热系数变化转为热敏电阻值的变化，经测组值来测待测组分的体积百分含量。

热导池一般为圆筒内垂直挂一热敏电阻（如铂丝），电阻上通电流，气室内电阻丝产生的热量为Q=0.24I2Rn（Rn：电流工作作用下电阻丝平衡温度Tn 时的阻值）。

电阻丝向四周散热形式有：周围气体的热传导、热对流、辐射散热、被流通气体带走的热量、电阻丝轴向热传导等，只有热传导是经导热系数来反映的，其余为干扰，为减少干扰可用加大电阻丝长度与直径比、控制电阻丝热平衡温度，减去气室内壁温度<200℃，减小气室内半径、使被测气体流量小且恒定等措施。

当电阻丝产生的热量与经气体热传导所散失的热量相等时达到热量平衡，此时经理论计算电阻丝阻值与导热系数间为单位函数。热导分析仪都有稳压、稳流、恒温装置以保证流过电阻丝的电流、壁温、气体流量稳定。

图1.4.1－1

（2）检测器类型及测量回路

检测器结构有分流式、对流式、扩散式、对流扩散式四种。

图1.4.1－2

①分流式：反映速度快、滞后小，但流量变化对测量有一定影响，稳压、稳流要求高

②对流式：流量变化影响不大，但反应慢、滞后大、动态特性差。

③扩散式：通用于质量小而扩散系数大的气体（H2）、滞后时间小。如当质量大而扩散系数小的应减小测量气室的体积以防滞后，流量变化不影响。

④对流扩散式：压力、流量被动影响小、灵敏度高、响应快、滞后小。

测量回路主要是单电桥、双电桥测量回路：单电桥中参比室与测量室阻值为单臂测量电桥的相邻臂或对称的固定电阻也改为参比室与测量室阻值，使之成为双臂测量电桥，以提高灵敏度。双电桥中测量气体上限、下限阻值对称置于参比电桥四个臂，测量电桥对称臂一为被测气体，一为测量气体下限。

图1.4.1－2

1.4.2热导分析仪维护

热导池采样流量

图1.4.2－1 图1.4.2－2

（1）日常点检

日常点检中应注意以下几点：

①检查进表流量是否在标设线，如偏差太大，应及时告知运行，在生产允许时及时进行调整。标设线是分析仪第一次调试时按照说明书要求设定，并在此流量下对分析仪进行标定。采样流量的变化对分析仪读数影响较大。

②注意采样流量及排放流量波动是否很大，否则会引起读数波动。同时观察采样及排放流量计的浮球是否转动或上下小范围波动，如迟滞不动说明采样气有水份或流量计有问题，可告知运行并允许后调节流量旋钮，观察在其他流量段的情况，以判断具体原因。

③一般情况下日常点检时进行采样管道的检漏意义不大，但在分析仪检验时应该进行管道检漏。

④观察分析仪读数是否有较大波动，如采样流量波动不大情况下，说明分析仪可能有泄漏，需要仔细检查。

⑤有些分析仪一台表有多路采样气，在切换时需要确认切换开关是否到位，而且切换后应开大排放流量，使新的采样通道中不纯的气体尽快排出。

⑥有预处理系统的分析仪需要观察预处理系统是否正常。

⑦由于热导式分析仪热导池有加热元件，流量计中可能有水份，需要仔细观察，并在采样管道上增加冷凝水排放口。

⑧点检时可手感热导池温度，可初步判断加热元件是否工作。

（2）日常检验

校验前记录样气显示值。校验使用标气：零点是高纯氩，量程气是4%~5% H2于Ar。

①零点校验：

A、通入零点标气，使用快速接头：拆下时，先拔分析仪进气端，后拔采样气。

装上时,先插入采样气,吹扫气管几秒之后再插入分析仪,以便清除余气。

B、调节流量阀使流量置于划线处,关闭旁通流量。

C、通入零气吹扫约5分钟后,待读数稳定后记录显示标气值并开始校验。

D、打开“ZERO”旋纽上的开关并调节“ZERO”旋纽，使显示值与通入零点标气值一致.待读数稳定后,锁定“ZERO”旋纽上的开关,完成零点校验。

②量程校验：

A、通入量程标气，使用快速接头：拆下时，先拔分析仪进气端，后拔采样气。装上时,先插入采样气,吹扫气管几秒之后再插入分析仪,以便清除余气。

B、调节流量阀使流量置于划线处,关闭旁通流量。

C、通入零气吹扫约5分钟后,待读数稳定后记录显示标气值并开始校验。

D、打开“SPAN”旋纽上的开关并调节“SPAN”旋纽，使显示值与通入量程

.待读数稳定后,锁定“SPAN”旋纽上的开关,完成量程校验。

标气值一致

图1.4.2－3

1.5关键参数设置、标样选择

1.5.1分析仪标样选择

（1）燃烧电池的微氧分析仪量程气体选择＜10PPM气体，一般在8PPM。（2）氧化锆分析仪标气的选择：

①测量组分0-10vpm O2，低点标气～200vpm O2/N2，高点标气仪表空气。

②测量组分0-100% O2 ，低点标气高纯氮高，高点标气纯氧。

③对于顺磁及红外模块，应先标定低点，再标定高点。对于氧化锆模块，应先标定高点(空气点)，再标定低点。

（3）红外线分析仪检测CO2：测量组分0-10vpm CO2，低点标气高纯氮，高点标气7-10vpm CO2/N2。

（4）热导分析仪检测H2，零点是高纯氩，量程气是4%~5%H2于Ar。