在线仪表测量原理汇总

在线仪表检测原理汇总

1. 红外分析仪测量原理: 使红外线通过装在一定长度容器内的被测气体,然后测定通过气体后的红外线辐射强度,检测吸收后剩余的光能,辐射能量的衰减与待测组分呈线性关系.

2. 氧含量分析仪测量原理:

A. 氧化锆分析仪: 在氧化锆固体两侧用烧结的方法制成多孔铂层, 构成氧浓度电池, 在高温 (650-850) 催化作用下, 被测样品气中的氧分子离解成氧离子从分压大的一侧向分压小的一侧扩散, 这样就形成氧浓度差电动势, 电动势的大小与被测气体氧含量呈线性关系.

B. 磁力机械式分析仪: 在一个密闭的气室中,装有两个不均匀的磁场磁极,两个空心球至于两对磁极的间隙中,在哑铃与金属带交点处装一平面反射镜片,光源发出的光投射在平面反射镜上,反射镜再把光束反射到两个光电原件上,当被测样气进入气室内后,被测样气的氧含量不同,体积磁化率不同,使得哑铃做角位移,反射镜随之偏转,两个光电检测器接收到的光能出现差值,光电组件输出毫伏信号,从而测量出样气中氧气含量.

3. 微量水分析仪: A. 电容式微量水: 对于一定几何结构的电容器来说，其电容量与两极间介质的介电常数ε成正比。不同的物质，ε值都不相等，一般介质的ε值较小，例如一般干燥物质的ε在2.0～5.0之间。但水的ε为81，所以它比一般介质的ε值大的多。当介质中含有水分时，就会使介质的ε值改变，从而引起电容量的变化，这个变化与介质的含水量有线性关系，这就是电容式微量水分仪的基本测量原理。 (ε：艾普西龙)

B. 晶体震荡式微量水: 晶体震荡式微量水分仪的敏感元件是水感性石英晶体,它是在石英晶体表面涂覆了一层对水敏感(容易吸湿也容易脱湿)的物质,当湿性样品气通过石英晶体时, 石英表面的涂层吸收样品气中的水分,使晶体的质量增加,从而使石英晶体的震荡频率降低.然后通入干性样品气,干性样品气萃取石英涂层中的水分,使晶体的质量减少,从而使石英晶体的振动频率增高.在湿气,干气两种状态下振荡频率的差值,与被测气体中水分含量成比例.

4. 色谱分析仪:

A. TCD 检测器：根据纯载气和载气中含被测组份时导热系数不同，因而热导率发生变化，使测量电桥产生不平衡电压，从而测出组份浓度。

B. FID 检测器：检测碳氢化合物的质量检测器。燃烧氢气和样品在燃烧室中燃烧所产生的离子流与样品浓度成正比。

C. FPD 检测器：检测含磷物质或含硫物质的选择性检测器。色谱柱流出物被送到含富氢的火焰中燃烧，然后具有磷或硫特征波长的光将产生，只有磷或硫特征波长的光才能通过滤光片后到达光电倍增管，然后在光电倍增管中产生检测信号。

5. 磷酸根分析仪

磷酸根分析仪使用稳定的磷钒钼黄比色法，确定水溶液中正磷酸盐的含量。其工作原理是：水中的磷酸根在酸性条件下，与钼酸盐和偏钒酸盐反应，生成黄色的磷钒钼酸；用由光度计检测磷钒钼黄的吸光度，该检测信号与溶液中正磷酸根的含量成正比。

6. 钠离子分析仪

钠离子分析仪采用钠敏电极，属电位分析法。钠电极的电位对钠离子浓度变化的响应可用能斯特方程描述：

E=E 0＋2.3nF

RT lg a Na ＋

式中：E---钠电极所产生的电位，mV

E0----当钠离子活度为1mol/L 时，钠电极所产生的电位，mV

R-----理想气体常数：8.314JK－1mol－1

T----样水绝对温度，K

F----法拉第常数，9.649×104Cmol－1

N----参加反应的得失电子数，钠离子为＋1

a Na＋----溶液中钠离子的活度，mol/L

严格的从技术上讲，能斯特方程式用钠离子的活度表示，但是，为了简化起见，可以用钠离子浓度替代钠离子活度，这样的替代不会影响最终的测量结果。因此，能斯特方程可以清楚的表明，钠电极所产生的电位E取决于钠离子的浓度。

在以上方程式中还可以看到，所测量的钠电极电位除了受到钠离子浓度的影响外，还受到温度的影响，即被测的钠电极电位随着样品液的温度和相关钠离子浓度的变化而变化。为了消除样品液温度波动造成的误差，1056钠离子分析仪中内置了温度传感器，对钠离子浓度测量值进行实时的温度修正。

根据能斯特方程，在25℃时钠离子选择电极对十倍离子浓度变化的理论响应值为59.16mV，该值被称为电极理想斜率（S）。然而大多数电极在工作中并不表现为理论斜率，因此，需要标定仪表，以确定钠电极的真实斜率值。在具体使用中，我们用两点标定来计算出电极的真实斜率值。

在测量低浓度的钠离子时，氢离子的存在会对测量产生很大的干扰，为了消除这种干扰，需要对水样进行碱化处理，使水样在到达测量电极之前，pH值提高到10.5以上。1056钠离子分析仪内置了pH参比电极。

根据分析仪安装位置的不同，1056钠离子分析仪分为阳床钠表和蒸汽钠表。在阳床钠测量应用中，向水样中加入纯氨气；在蒸汽钠测量应用中，向水样中加入二异丙胺试剂。氨气和二异丙胺试剂都具有缓和pH值的作用，其可以确保pH参比电极的电位保持恒定。7. 硅酸根分析仪

硅酸根分析仪使用广泛认可的、稳定的硅钼蓝比色法，确定水溶液中硅酸根的含量。其工作原理是：水中的可溶性硅在适当条件下（1.1----1.3pH），与钼酸铵反应，生成黄色硅钼络合物，称之为硅钼黄；硅钼黄在还原剂----硫酸亚铁铵的作用下，被还原成蓝色的硅钼蓝；用由光度计检测硅钼蓝的吸光度，该检测信号与溶液中硅酸根的含量成正比。

8. 密度计测量原理

当在振动的管子中通过被测气体时，则此振动管的横向自由振动频率将随着被测气体密度的变化而变化。当气体密度增大时，振动频率减小。反之，气体密度减小时，则振动频率增大。测定振动频率的变化，就可以间接地测定被测气体的密度。

9. 氨氮分析仪原理

氨氮测定方法——纳氏试剂比色法

碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反映生成淡红棕色胶态化合物,其色度与氨氮含量成正比,通常可在波长410~425nm范围内测其吸光度,计算其含量.

10. ORP分析仪原理

利用对溶液ORP 值变化敏感的测量电极和有恒定电位的参比电极所组成的原电池来测量电势，从而利用待测溶液的ORP 值与原电池的电势大小之间的线性关系来实现测定。11. uv COD分析仪原理

溶解在水中的有机物能够吸收紫外光，水中有机物的含量可以通过测量到达检测器的光量进行测量。

254nm处的特别吸光系数可以对应有机物的测量值。

12. 电导率的测量原理

电导率的测量原理其实就是按欧姆定律测定平行电极间溶液部分的电阻。但是，当电流