8.2热导式气体分析仪器 - 复制
定量分析中的常用仪器
设待测组分为ｉ＝１，并且λ２≈λ３≈λ４≈…≈λｎ
只要测得混合气体的总的导热系数λ ，就可以得出待测组分的含量Ｃ１， 从而达到分析测量的目的。
2023/10/19
第2章 分析仪表
气体的导热系数与温度有关，工程上用下式表示，即 λｔ＝λ０（１＋βｔ）
第五节 傅里叶变换红外光谱仪
第2章 分析仪表
一、基本知识
红外线是一种看不见的光，是一种电磁波，波长范围为 0~10000μｍ。通 常把红外 区分成三个区。 波 长 0.8~2.5μｍ 为 近 红 外 区， 波 长 2.5～25μｍ为 中 红 外 区， 波 长 25 ～10000μｍ 为远红外区。若以连续波长的红外线为光源照射 样品，所测得的吸收光谱，简称红外光谱。通常所说的红外 光谱是指中红外区。
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Hale Waihona Puke ⒉色谱法的特点第2章 分析仪表
(1)高选择性 、(2)高效能、 (3)高灵敏度可以分析质量分
数为10-6～10-9数量级、检出限量低至10-1l g的物质，适于微
量和痕量分析、
⒊色谱法的应用 (1)色谱分析广泛应用于极为复杂的混合物成分分析； (2)液相色谱法，在糖类、氨基酸、农药、染料、贵金属、 有机金属化合物等方面得到了广泛的应用。 (3)色谱分离是一种非常有效的提纯物质的技术，常用于制 备分离，得到高纯样品。 (4)色谱—质谱联用仪已成为研究分子结构的重要手段。
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第2章 分析仪表
在热导式气体分析器中，通常是用四个热导室组成的电桥来测量的， 如左图所示的 RD 型分析器的电桥。
QRD 型分析器则采用双桥测量系统，由于两个电桥的电压和温度条 件相同，电源电压的波动和环境温度变化的影响就没有多大关系了， 如右图所示。
使用热导式气体分析仪的注意事项 分析仪操作规程
使用热导式气体分析仪的注意事项分析仪操作规程热导式气体分析仪是一种选择性较差的分析仪器，测量时常常会由于各种因素显现比较大的误差。
因此使用时需要注意实行一些措施，减小误差范围。
1.热导式气体分析仪需要定期用标准气进行校准。
标准气中背景气的构成和含量应和被测气体一致，这一点实际上难以做到，但应保证标准气中背景气的热导率与被测气体背景气的热导率相一致，否则要对校准结果进行修正。
2.测量时需要了解背景气中存在的干扰组分及其对测量的影响并对测试结果进行修正。
当干扰组分含量很少时，也可以采纳肯定的装置或化学试剂将干扰组分滤除掉。
3.样气进入仪器之前应充分过滤除尘，避开灰尘或油污污染电阻丝表面和池壁，更改热导池的传热条件。
4.样气的露点至少低于环境温度5℃，否则要实行除湿排液措施，避开液滴在热导池内蒸发汲取大量的热，影响分析结果。
5.测量时需要保持样气流量、压力的稳定。
流量变化时，气体从热导池内带走的热量会发生变化，气体压力变化也会使气体带走的热量不稳定，从而使对流传热不稳定，引起分析误差。
6.热导式气体分析器的检测器需要都安装在环境温度变化不太大的分析室内。
7.需要保证电源电压充足稳定。
金属元素分析仪取样及制取方法在试验室中，有不同种的吸样和制样方法，现在我们就金属化验钢铁时对钢铁的取样及制样方法进行一个统一的介绍：一、金属仪化验钢铁时对钢铁的取样及制样品质：所采纳的取样方法应保证分析试样能代表熔体或抽样产品的化学成分平均值。
分析试样在化学成分方面应具有良好的均匀性，其不均匀性应不对分析产生显著偏差。
然而，对于熔体的取样，分析方法和分析试样二者有可能存在偏差，这种偏差将用分析方法的重现性再现性表示。
分析试样应除去表面涂层、除湿、除尘以及除去其他形式的污染。
分析试样应尽可能避开孔隙、裂纹、疏松、毛刺、折叠或其他表面缺陷。
在对熔体进行取样时，假如推测到样品的不均匀或可能的污染，应实行措施。
从熔体中取得的样品在冷却时，应保持其化学成分和金相组织前后一致。
热导式气体分析仪.
键，输入正确的密码1，并按 ENTER 键。如下的代码将出现在显示屏上：
• 0-1。
•
等待一段时间，至少是输入的吹扫时间和 t90 时间，然后按 ENTER 键，
屏幕将显示标定前的测量零点。
•
④ 如果测量零点与标定零点相同，则不需要进行调零操作。 可通过
FUNCTION键，选择下一步的操作。
•
⑤ 如果测量零点与标定零点不同，按 ENTER 键，屏幕将显示实际零
导池上有两个横向通道，每个通道都装有两个热导检测装
置。一个通道走采样气体，另一个通道走参比气或者密封。
外热导池上设有一个可以改变响应时间的旁路机构，其可
以实现响应时间与采样流速的调节，即热导池可以设置成
对气体流速的最快响应，也可以设置成对气体流速的最慢
响应。具体实现是通过调整旁路机构，即调整内、外热导
可得C1=（λ-λ2）/（λ1-λ2） 上式说明，测得混合气体的热导率λ，就可以求得待
测组分的含量C1。
热导式气体分析仪的检测原理
• 热导式气体分析仪是通过测量混合气体热导率的 变化量来实现被测组分浓度测量的。由于气体的 热导率很小，变化量更小，所以很难用直接方法 准确测量出来。工业上多采用间接的方法，即通 过热导检测器（又称热导池），把混合气体热导 率的变化转化为热敏元件电阻的变化，电阻值的 变化是比较容易精确测量出来的。
池的相对位置来实现的。
热导式分析仪调校注意事项
（1）分析仪器必须预热至热稳定。 （2）标准气中的背景气体热导率要与实际被
分析气体的背景气体热导率相一致，否则 要修正。
（3）标准气流速要等于工作时被分析气体的 流速。
（4）要准确校准时，需多校几点。
热导式分析仪调校注意事项
热导式分析仪原理及典型故障处理分析
气体 分析仪 ， 用 于 分 析气 体 混合 物 中的某 个 组 分
的含量 。由于其结 构简 单 、 工 作稳定 、 体积 小 等优 点， 在 生产 中得 以广泛应 用 ， 主要用 于分析 混合 气 体 中的 Ｈ： 、 Ｃ Ｏ ： 、 Ｓ Ｏ ： 、 Ａ ｒ 、 Ｎ Ｈ ， 等气 体 的含量 ， 应用
气 导热性 能产 生 不 同程 度 的影 响 ， 造 成 分 析结 果
导热 系数相 差甚 大 的二 元混合 物 中某一组 分 。如 果 测量 多种气 体 混 合 物 中某 一 组 分 时 ， 则 希 望 其
的误差 增大 。热 导式分 析仪 的测量误 差 由基本 误
差 和附加误 差两 部分组 成 。基 本误 差是 由其测 量 原理、 结 构特点 、 各环 节的信 号转换 精度及 显 示仪 表精 度等 条件 决定 的 ， 即分 析 仪在 规 定条 件 下 工 作 时产生 的误差 ； 附加误 差是 由于 对仪器 的调 整 、 使用 不 当或外界 条件变 化带来 的误 差 。能够 引起
仪器 ， 即使 在设 计 制造 中采 取 了种 种 措施 又规 定
了使 用条 件 ， 在 一 定 程度 上 抑 制 或削 弱 了某 些 干
扰 因素 的影 响 ， 但 其基 本误差 都在 ± ２ ％左 右 。究
般情 况下 ， 热 导式 气 体 分 析仪 最 适 宜 分 析
其原 因 ， 主要是 由于 背景 气 复 杂 多元 的组 分 对 样
而 Ｒ ２ 、 １ ｔ ４作 为测量 臂流 过样 品气 ， 通 常 情况 下 为
保证 测量 灵敏 及 精 度 ， 热导 池 较 多 采用 对 流 扩 散
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ ． １ ０ ４ ） ４
热导式气体分析仪安全操作及保养规程
热导式气体分析仪安全操作及保养规程一、前言热导式气体分析仪是一种常用的气体分析工具，在化学、医药、环保等领域都有广泛的应用。
然而，热导式气体分析仪是一种高灵敏度、高精度的仪器，对其操作和保养要求严格。
为了确保仪器的稳定性和准确性，在操作和保养时需要特别注意安全事项和规程，以避免对人员和设备造成损害。
二、安全操作1.安装热导式气体分析仪应该安装在通风、干燥、温度适宜的环境中，远离热源、振动源、强磁场等可能的干扰源。
2.开机前准备在开机前，需要检查气路是否畅通，检查检测器是否连接正确，检查电源是否正常。
若在开机前出现异常情况，应及时排除故障。
3.操作规范在操作热导式气体分析仪时，需要注意以下规范：•操作人员必须掌握仪器的使用方法和操作规程，严格按照操作流程进行操作；•操作人员必须穿戴防护服，避免化学物质直接接触皮肤和呼吸道，保证自身安全；•使用气源时要注意防止气体泄漏，使用气体后应及时关闭气源；•对于未知化学物质的样品不能直接检测，必须先对其进行特殊处理后方可检测；•在取样前，需要对待检样品进行准确的标准化和标签记录。
4.应急处理若在操作中出现异常情况，如气泵停止工作、气源突然断开等，应及时采取紧急措施，防止对人员和设备造成损害。
如情况较为严重，应立即联系技术人员进行处理。
三、保养规程1.日常清洁使用后必须及时清洗，避免化学物质残留影响下次使用，可以用干净的棉布蘸取乙醇进行擦拭，避免使用水等与化学物质反应的液体。
2.定期检修每隔一段时间需要对仪器进行检修和维护，特别是对氧化铝红外线光源需要定期更换，可根据使用情况每 6 个月至 1 年更换一次。
3.保存方法在长时间不使用时，需要将仪器存放在干燥、通风、无尘、避光的环境中，尽量避免湿度过高、阳光直射、灰尘和异物进入等影响。
四、结语热导式气体分析仪是一种对人员要求和维护要求都比较高的气体分析仪器，但其在研发、生产、环保等方面的应用十分广泛。
在操作和保养热导式气体分析仪时，需要注意安全操作规程和保养方法，以确保其稳定性和准确性。
不同气体分析仪测定气体成分的优缺点
不同气体分析仪测定气体成分的优缺点1.质谱仪优点：测量气体种类多，测试速度快，灵敏度高，结果精确，稳定性和重复性也较高。
缺点：是价格偏高；仪器机构复杂，需要专业人员维护；要求环境高。
2.气相色谱仪(1)氢火焰检测器气相色谱仪优点：对几乎所有的有机物均有响应，特别是对烃类化合物灵敏度高，而且响应值与碳原子数成正比；对H2O、CO2和CS2等无机物不敏感；对气体流速、压力和温度变化不敏感。
它的线性范围宽，结构简单、操作方便，死体积几乎为零。
因此，作为实验室仪器，FID得到普遍的应用，是最常用的气相色谱检测器。
缺点：需要可燃气体(氢气) 、助燃气体和载气三种气源钢瓶及其流速控制系统。
因此，制作成一体化的便携式仪器非常困难，特别是应对突发性环境污染事件的分析与检测就更加困难，因为它需要点“一把火”,增加了引燃、引爆的潜在危险性（2）热导检测器气相色谱仪优点：它对所有的物质都有响应，结构简单、性能可靠、定量准确、价格低廉、经久耐用，又是非破坏性检测器，因此，TCD始终充满着旺盛的生命力。
近十几年来，配置于商品化气相色谱仪的产量仅次于FID,应用范围较广泛。
缺点：与其他检测器相比，TCD的灵敏度低，这是影响其应用于环境分析与检测的主要因素。
以氦气作载气，进气量为2 mL时，检出限可达106量级。
因此，使用这种检测器的便携式气相色谱仪，不适于室内外一般环境污染物分析与检测，大多用于污染源和突发性环境污染事故的分析与检测。
3．红外线气体分析仪优点：1）测量范围宽：可分析气体上限达100%，下限达几个（ppm）的浓度。
进行精细化处理后，还可以进行痕量(ppb)分析（物质中含量在百万分之一以下组合的分析方法）2）灵敏度高：具有很高的监测灵敏度，气体浓度有微小变化都能分辨出来；3）测量精度高：一般都在FS（满量程）,不少产品达到FS。
与其他分析手段相比，它的精度较高且稳定性好；反应速度快：响应时间一般在10S以内（达到T90的时间）；缺点：不能分析对称结构无极性双原子分子（如Ν2、Ο2、 2 ）及单原子分子气体（He、Ne、Ar），或者需要和其他检测器使用。
热导式气体分析器测量线路原理图
对于彼此之间无相互作用的多组分气体， 其导热系数可近似地认为是各组分导i C i
i 1
n
λ---混合气体的导热系数； λi---混合气体中第i组分的导热系数； Ci---混合气体中第i组分的体积分数。
设待测组分为i=1，并且 λ2≈λ3≈λ4≈…≈λn 由于 C1+C2+C3+…+Cn=1
热导式气体分析器
• 热导式气体分析仪是使用最早的一种物理式气体 分析仪，它是利用不同气体导热特性不同的原理 进行分析的。常用于分析混合气体中的H2 、 CO2、 SO2 等组分的百分含量。
1 基本知识 2 热导式气体分析器的测量原理 3 RD-004型热导式H2分析器
1 基本知识
在热传导过程中，不同物体的热传导率 不同。热力学中，用导热系数的大小来表 示这一性质，导热系数大的物质传热快。
t 0 (1 t )
λt---t℃时气体的导热系数； λ0---0℃时气体的导热系数； β---导热系数的温度系数。
热导式分析器的发送器都备有恒温装置，以减小 温度变化的影响。 利用导热系数随待测组分含量变化这一特性来分析 该组分含量时，必须满足下列三个条件： 待测组分的导热系数与其余组分的导热系数相比， 要有显著的差别，差别越大，测量越灵敏； 非待测组分的导热系数要尽可能相同或十分接近； 测量时，温度恒定或在一定的允许范围内。
热导式气体分析器测量线路原理图
R：加热电流调整电阻； R0：电桥零点调整电阻； RS：量程调整电阻。
双桥测量线路
所以
C
i 1 i
n
i
简化为
λ=λ1C1+λ2( C1+C2+C3+…+Cn)=λ1C1+λ2(1-C1)
气体在线分析仪(常用气体分析设备)
气体在线分析仪（常用气体分析设备）气体分析仪是一种用来测量气体成分的流程分析仪器，在许多生产过程中，尤其是有化学反应的生产过程中，仅根据温度、压力、流量等物理参数进行自动控制往往不够。
在冶金、电子、化工等行业中，空气分离设备不仅生产工业氧、工业氮，而且生产5n级高纯氮、高纯氧、高纯氩等高纯气体，保证气体产品质量，对中间产品和成品中微量杂质要严格控制，这对离线、在线气体分析仪的检测灵敏度、测量精度、稳定性和使用寿命等方面都提出了更高的要求，气体分析器有很多种。
常用气体分析设备四种常用的类型:1、热导式气体分析仪（HT-LE200、HT-EC300）是一种物理类的气体分析仪表。
它根据不同气体具有不同热传导能力的原理，通过测定混合气体导热系数来推算其中某些组分的含量。
该分析仪表简单可靠，适用于多种气体，是一种常用基本的气体分析仪表。
但直接测量气体的导热系数比较困难，所以实际上常把气体导热系数的变化转换为电阻的变化，再用电桥来测定。
2、磁氧式气体分析仪（HT-LA800）其原理是利用烟气组分中氧气的磁化率特别高这--物理特性来测定烟气中含氧量。
氧气为顺磁性气体(气体能被磁场所吸引的称为顺磁性气体)，在不均匀磁场中受到吸引而流向磁场较强处。
在该处设有加热丝，使此处氧的温度升高而磁化率下降，因而磁场吸引力减小，受后面磁化率较高的未被加热的氧气分子推挤而排出磁场，由此造成“热磁对流”或“磁风”现象。
在一-定的气样压力、温度和流量下，通过测量磁风大小就可测得气样中氧气含量。
3、电化学式气体分析仪（HT-LA431、HT-LA416、HT-FX100、HT-EC200）是一种化学类的气体分析仪表。
它根据化学反应所引起的离子量的变化或电流变化来测量气体成分。
为了提高选择性，防止测量电极表面沾污和保持电解液性能，一般采用隔膜结构。
常用的电化学式分析仪有定电位电解式和伽伐尼电池式两种。
定电位电解式分析仪的工作原理是在电极上施加特定电位，被测气体在电极表面就产生电解作用，只要测量加在电极上的电位，即可确定被测气体特有的电解电位，从而使仪表具有选择识别被测气体的能力。
气相色谱仪热导检测器(TCD)工作原理
热导检测器是目前气相色谱仪上应用的较为广泛的一种通用型检测器，对有机、无机样品均有响应，而且不破坏样品，可用于常量和微量分析。
气相色谱仪热导检测器是用热电阻式传感器组成的一种检测装置，是基于气体热传导原理和热电阻效应。
本检测器的热电阻是采用铼钨丝材料制成的热导元件。
并装在金属(不锈钢或黄铜)热导池池体的气室中，在电路上联接成典型惠斯顿电桥电路。
当热导池气室中流经的载气成份和流量稳定，热导池池体温度恒定，流经钨铼丝热电阻的电流恒定时，热电阻上产生的热能与通过载气热传导到池体等因素所失散的热能相平衡，由钨铼丝热电阻组成的电桥电路就处于平衡状态。
当被测气体组份被载气带入气室时，就发生了一系列的变化：气室中的气体组成变化®混合气体导热系数变化®热电阻温度变化®热电阻阻值变化®电桥平衡被破坏，就输出了相应的电讯号，这个讯号与被测气体浓度成一定的线性函数关系，并由二次讯号记录仪表记录下来，这就是气体分析用热导检测的工作原理。
影响气相色谱仪热导检测器的灵敏度因素很多，其中热导元件的阻值、池体气室的孔径、热导池测量电路等参数都是生产厂家定型设计好的，与用户操作使用直接有关的影响因素有：a.桥电流，桥电流大，灵敏度高，但受稳定性限制，具体设置还要看使用的载气种类和热导池工作温度，应参考热导池给定曲线图。
在满足分析灵敏度条件下，桥电流适当小些，可增加稳定性和延长热导池寿命。
当应用H2气作载气时，桥电流一般使用在80～160mA，当应用Ar作载气时，桥电流一般使用在70～80mA。
b.热导池作温度，温度越高，灵敏度越低，降低工作温度将受到被测样品的沸点和温度控制的限制。
c.载气纯度，载气纯度提高，可提高检测灵敏度。
d.载气流量，载气流量越小，灵敏度越高，这个影响因素在H2、He作载气时不甚明显，而在应用Arn2作载气时影响较明显。
例如Ar 载气流量为7～8ml/min时，比流量为30ml/min时的检测灵敏度有成倍的提高。
热导检测器的原理和应用
热导检测器的原理和应用1. 简介热导检测器（Thermal Conductivity Detector，简称TCD）是一种常用的气体检测仪器，广泛应用于化学、环境、制药等领域。
本文将介绍热导检测器的工作原理和应用。
2. 工作原理热导检测器基于气体的导热性质进行测量。
其工作原理如下：1.传感器模块：热导检测器通常由传感器模块和控制电路组成。
传感器模块包括热导元件和传热元件。
热导元件通常由一对恒温线圈组成，将恒定的热量输入到传热元件中。
2.空气流通：待测气体通常通过一个进样口进入热导检测器，并被空气流通系统带走。
空气流通的速度和压力经过调节，以确保精确的测量。
3.热导差异：当待测气体流经传热元件时，其导热性质会与纯净载气（通常为氮气）导热性质有所差异。
差异的大小与待测气体的浓度成正比。
4.检测信号：热导元件测量待测气体与纯净载气之间的热导差异，并将其转化为电信号。
这个信号经过放大和处理，最终通过控制电路输出。
3. 应用领域热导检测器在以下领域中得到了广泛的应用：3.1 环境监测热导检测器可以用于监测空气中的有害气体浓度，如二氧化碳、一氧化碳、甲醛等。
通过检测这些气体的浓度变化，可以评估环境的空气质量，并采取相应的措施进行改善。
3.2 工业过程控制在工业生产过程中，热导检测器可以用于监测和控制气体的浓度。
例如，在化学反应中，通过监测反应器中气体的浓度变化，可以调节进料量和温度，以确保反应的效果和安全性。
3.3 制药工业热导检测器可以用于制药工业中药品的质量控制。
通过检测药物中微量气体的浓度变化，可以判断药品的纯度和稳定性，以保证药品的质量。
3.4 气体分析热导检测器也可以用于气体分析。
通过检测不同气体的热导差异，可以对气体进行鉴别和分析。
这在研究领域和实验室中特别有用。
4. 优势和局限性热导检测器具有以下优势：•灵敏度高：热导检测器对待测气体浓度的变化非常敏感，可以检测到极低浓度的气体。
•快速响应：热导检测器的响应速度非常快，可以实时监测气体的浓度变化。
热导原理氢气分析仪
热导原理氢气分析仪引言：氢气广泛应用于工业生产中，如化工、电子、石化等领域。
然而，氢气是一种易燃易爆气体，长期处于高浓度环境下可能会导致安全隐患。
因此，为了监测和控制氢气的浓度，开发了热导原理氢气分析仪。
本文将详细介绍热导原理氢气分析仪的工作原理、结构组成以及应用。
一、工作原理1.传感器：热导氢气分析仪的核心组件是传感器。
该传感器由两个热电偶组成，一个做参比温度测量，另一个用于测量混合气体的温度。
传感器中的参比温度保持恒定，传感器的温度差与氢气的热导率成正比关系。
2.热导率测量：当测试气体中存在氢气时，传感器中的热电偶受到氢气的热导率影响，导致测量温度的不同。
通过测量两个热电偶之间的温差，可以计算出氢气浓度。
3.数据处理：通过将测量到的温差与已知氢气浓度的标准曲线进行比对，可以得到准确的氢气浓度。
根据需要，可以通过仪器上的显示屏或计算机软件等方式来显示和记录氢气浓度数据。
二、结构组成1.传感器：传感器是热导原理氢气分析仪的核心组件，用于测量混合气体的温度差。
通常采用高精度的热电偶传感器，能够快速响应氢气浓度变化。
2.控制电路：控制电路是热导原理氢气分析仪的控制中心，用于对传感器进行电流供应和测量温差。
控制电路还负责处理传感器测量数据，通过内置算法计算出氢气浓度并进行校准。
3.显示装置：显示装置用于显示氢气浓度和其他相关信息，通常采用数码显示屏或液晶显示屏。
有些氢气分析仪还可以通过通讯接口与计算机进行连接，实现数据记录和遥控操作。
三、应用领域1.工业生产：在石化、化工、电子等领域，热导原理氢气分析仪可以用于监测和控制氢气浓度，避免氢气泄漏导致的安全事故。
2.能源领域：在燃料电池等能源领域，热导原理氢气分析仪可以用于测试氢气纯度，保证燃料电池的正常运行。
3.实验研究：在化学实验室中，热导原理氢气分析仪可以用于测量氢气的浓度，帮助研究人员探索氢气的性质和化学反应等。
4.环境监测：热导原理氢气分析仪可以用于检测氢气在环境中的浓度，以及判断是否存在氢气泄漏。
热导式气体分析仪的原理是怎样的 分析仪工作原理
热导式气体分析仪的原理是怎样的分析仪工作原理热导式气体分析仪是一种物理类的气体分析仪表。
它依据不同气体具有不同热传导本领的原理，通过测定混合气体导热系数来推算其中某些组分的含量。
这种分析仪表简单牢靠,适用的气体种类较多,是一种基本的分析仪表。
但直接测量气体的导热系数比较困难，所以实际上常把气体导热系数的变化转换为电阻的变化，再用电桥来测定。
热导式气体分析仪的热敏元件紧要有半导体敏感元件和金属电阻丝两类。
半导体敏感元件体积小、热惯性小，电阻温度系数大,所以灵敏度高,时间滞后小。
在铂线圈上烧结珠形金属氧化物作为敏感元件，再在内电阻、发热量均相等的同样铂线圈上绕结对气体无反应的材料作为补偿用元件。
这两种元件作为两臂构成电桥电路，即是测量回路。
半导体金属氧化物敏感元件吸附被测气体时，电导率和热导率即发生变化，元件的散热状态也随之变化。
元件温度变化使铂线圈的电阻变化，电桥遂有一不平衡电压输出，据此可检测气体的浓度。
热导式气体分析仪的应用范围很广，除通常用来分析氢气、氨气、二氧化碳、二氧化硫和低浓度可燃性气体含量外，还可作为色谱分析仪中的检测器用以分析其他成分。
哪些因素会影响微量氧分析仪的测定？微量氧分析仪是一种常用的分析仪器，分为两种分析原理：分别为燃料电池法微量氧分析仪和氧化锆微量氧分析仪。
在进行氧含量分析尤其是微量氧分析时，由于空气中氧含量高达21％，故而假如处理不当极易造成对样品的污染和干扰，显现分析结果数据不正确。
下面分析几点影响微量氧分析仪测定的因素：1．泄漏。
微量氧分析仪初次启用前必需严格检漏，只有在严密不漏的前提下才能获得精准的数据结果。
任何连接点，焊点，阀门等处的不严密，将会导致空气中的氧反渗进入管道及氧分析仪内部，从而得出含氧量偏高的结果。
2．污染。
在重新使用仪器时，首先要确认连接氧分析仪的取样管路时是否漏入空气，将漏入的空气吹除干净，尽量不使大量氧气通过传感器。
3．管道材质的选择。
仪器管道的材质及表面粗糙度也将影响样气中氧含量的变化。
分析仪表介绍
第二节
一、基本知识
热导式气体分析器
在热传导过程中，不同物体的热传导率不同。对于彼此间无 相互作用的多组分混合气体，它的导热系数可近似地认为是 各组分导热系数的算术平均值，即 式中
• 显示仪表的电路较为复杂，从信号处理过程上来 看，确实可以将它作为一块独立仪表。因为它含 有接收（或检测）浓差电势的输入电路、将电势 信号处理成满足显示要求的转换放大电路以及输 出显示三大部组成。同其它显示仪表一样，仪表 中也含有用于对量程和测量零点的进行调整的量 程选择电路；转换放大部分在满足显示要求下， 可以对外输出标准信号，具有信号远传功能。近 年来在氧化锆分析仪的二次仪表中引入了CPU微 处理器，使氧化锆分析仪向着智能化发展，成为 测量氧含量的最为方便的检测工具。
分数为10-6～10-9数量级的氯、硫、磷化合物 ④分析速度快
一般分析可在几分到几十分内可以完成，某些快速分析1s内 可以分析数个组分。
二、基本知识 •气相色谱法（GC）是英国生物化学家 Martin A T P等人在研究液液分配色谱的基础上，于 1952年创立的一种极有效的分离方法，它可分 析和分离复杂的多组分混合物。目前由于使用 了高效能的色谱柱，高灵敏度的检测器及微处 理机，使得气相色谱法成为一种分析速度快、 灵敏度高、应用范围广的分析方法。
第四节 原子吸收分光光度计
一、原子吸收光谱法 原子吸收光谱法 又 称 原 子 吸 收 分 光 光 度 法，是基本正 蒸气中被测元素基态原子对其原子共振辐射的吸收强度来测定 样品中被测元素含量的一种方法。 原子吸收光谱分析法的优点如下。① 检出限低，灵敏度高。
不同气体分析仪测定气体成分的优缺点
不同气体分析仪测定气体成分的优缺点1.质谱仪优点：测量气体种类多，测试速度快，灵敏度高，结果精确，稳定性和重复性也较高。
缺点：是价格偏高；仪器机构复杂，需要专业人员维护；要求环境高。
2.气相色谱仪(1)氢火焰检测器气相色谱仪优点：对几乎所有的有机物均有响应，特别是对烃类化合物灵敏度高，而且响应值与碳原子数成正比；对H2O、CO2和CS2等无机物不敏感；对气体流速、压力和温度变化不敏感。
它的线性范围宽，结构简单、操作方便，死体积几乎为零。
因此，作为实验室仪器，FID得到普遍的应用，是最常用的气相色谱检测器。
缺点：需要可燃气体(氢气) 、助燃气体和载气三种气源钢瓶及其流速控制系统。
因此，制作成一体化的便携式仪器非常困难，特别是应对突发性环境污染事件的分析与检测就更加困难，因为它需要点“一把火”,增加了引燃、引爆的潜在危险性（2）热导检测器气相色谱仪优点：它对所有的物质都有响应，结构简单、性能可靠、定量准确、价格低廉、经久耐用，又是非破坏性检测器，因此，TCD始终充满着旺盛的生命力。
近十几年来，配置于商品化气相色谱仪的产量仅次于FID,应用范围较广泛。
缺点：与其他检测器相比，TCD的灵敏度低，这是影响其应用于环境分析与检测的主要因素。
以氦气作载气，进气量为2 mL时，检出限可达106量级。
因此，使用这种检测器的便携式气相色谱仪，不适于室内外一般环境污染物分析与检测，大多用于污染源和突发性环境污染事故的分析与检测。
3．红外线气体分析仪优点：1）测量范围宽：可分析气体上限达100%，下限达几个（ppm）的浓度。
进行精细化处理后，还可以进行痕量(ppb)分析（物质中含量在百万分之一以下组合的分析方法）2）灵敏度高：具有很高的监测灵敏度，气体浓度有微小变化都能分辨出来；3）测量精度高：一般都在FS（满量程）,不少产品达到FS。
与其他分析手段相比，它的精度较高且稳定性好；反应速度快：响应时间一般在10S以内（达到T90的时间）；缺点：不能分析对称结构无极性双原子分子（如Ν2、Ο2、 2 ）及单原子分子气体（He、Ne、Ar），或者需要和其他检测器使用。
技能认证加氢技术考试(习题卷30)
技能认证加氢技术考试(习题卷30)第1部分：单项选择题，共43题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]劳动防护用品必须具有“三证”,不属于“三证”的是()。
A)安全鉴定证B)检验合格证C)生产许可证答案:B解析:2.[单选题]气体测爆仪测定的是可燃气体的()。
A)浓度B)爆炸极限范围C)爆炸下限答案:A解析:3.[单选题]工业上噪声的个体防护采用的措施为()。
A)佩戴个人防护用品B)消声装置C)隔声装置答案:A解析:4.[单选题]利用安全检查表对生产系统进行评价时,检查表应全部列出将可能导致事故发生的()。
A)人的不安全行为的概率B)不安全因素C)物的不安全状态的频率答案:B解析:5.[单选题]从业人员为防御物理、化学、生物等外界因素伤害所穿戴、配备和使用的各种护品的总称称为()A)个体防护用品B)个体防护装备C)空气呼吸器答案:B解析:6.[单选题]对有毒、易燃易爆的介质,安全阀的排放口应由()。
A)管线排放大气B)封闭管线排放收集C)直接排放大气答案:B解析:7.[单选题]建设项目职业病危害预评价和职业病危害控制效果评价,应当由依法取得相应资质的()承担。
B)职业卫生检测机构C)评价机构答案:A解析:8.[单选题]防一氧化碳的滤毒罐颜色为()。
A)黄色B)绿色C)白色答案:C解析:9.[单选题]特种设备使用单位对在用特种设备应当至少每( )进行一次自行检查,并作出记录。
A)年B)月C)半年答案:B解析:10.[单选题]硫化氢的伤害途径为()。
A)呼吸道吸入B)皮肤接触吸收C)消化道食入答案:A解析:11.[单选题]可燃气体、液化烃和可燃液体的塔区平台或其他设备的构架平台应设置不少于()个通往地面的梯子。
A)2B)1C)3答案:A解析:12.[单选题]往复式压缩机因原料气带液出现机组振动高报警的应对措施不正确的是()。
A)切换至备机运行B)抓紧对入口分液罐排液C)降低压缩机负荷答案:A解析:13.[单选题]某加氢装置在大修准备翻新氢界区盲板时,由于新氢入口缓冲罐压控至燃料气管网阀门内漏,导致新氢管线压力泄尽了又上来。
自动化仪表与过程控制部分课后习题答案
绪论0-1自动化仪表:是由若干自动化元件构成的，具有较完善功能的自动化技术工具单元组合式调节仪表: 由具有不同功能的若干单元仪表按调节系统具体要求组合而成的自动调节仪表0-2 P5 第二段0-3 P5~60-4 一般选用相对误差评定，看相对百分比，相对误差越小精度越高x/(100+100)=0.5% x=1摄氏度1-4定义：第十五页第二段工业上会出现共模干扰是因为现场有动力电缆，形成强大的磁场。
造成信号的不稳。
共模干扰是同时叠加在两条被测信号线上的外界干扰信号，是被测信号的地和数字电压表的地之间不等电位，由两个地之间的电势即共模干扰源产生的在现场中，被测信号与测量仪器间相距很远。
这两个地之间的电位差会达到几十伏甚至上百伏，对测量干扰很大使仪表不能正常工作有时会损坏仪表共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，属于非对称性干扰，共模干扰幅度大、频率高、还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。
消除共模干扰的方法包括：（1）采用屏蔽双绞线并有效接地（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线（4）不要和电控锁共用同一个电源（5）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)1-6硅：被测介质的压力直接作用与传感器的膜片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应与这一压力的标准测量信号。
差：电容式压力变送器主要由完成压力/电容转换的容室敏感元件及将电容转换成二线制4-20mA电子线路板构成，当进程压力从从测量容室的两侧（或一侧）施加到隔离膜片后，经硅油灌充液传至容室的重心膜片上，重心膜片是个边缘张紧的膜片，在压力的作用下，发生对应的位移，该位移构成差动电容变化，并经历电子线路板的调理、震荡和缩小，转换成4-20mA信号输入，输入电流与进程压力成反比。
优点：他们不存在力平衡式变送器必须把杠杆穿出测压室的问题1-9 1、热导分析仪的工作原理热导式气体分析仪多采用半导体敏感元件与金属电阻丝作为热敏元件，将其与铂线圈烧结成一体，而后与对气体无反应的补偿元件，共同形成电桥电路，也就是热导式气体分析仪的测量回路，对热导系数进行测量。
热分析仪器器使用方法说明书
热分析仪器器使用方法说明书使用方法说明书一、引言热分析仪器器（以下简称“热分析仪器”）是一种用于研究物质在高温环境下的性质和反应过程的仪器。
本使用方法说明书旨在向用户提供热分析仪器的详细使用方法及操作注意事项，以确保仪器的正常运行和安全使用。
二、仪器概述1. 仪器名称：热分析仪器2. 仪器型号：根据具体型号而定3. 仪器组成：主机、控制系统、温度控制系统、数据采集系统等三、操作前准备1. 确保仪器连接稳固：检查仪器的电源线、传感器等连接部分是否牢固，确保不会发生意外松动。
2. 清洁处理：确保仪器表面干净整洁，避免灰尘和脏污物影响仪器性能。
3. 校准与校验：在使用热分析仪器前，根据实际需要进行校准和校验操作，以确保仪器准确可靠。
4. 安全防护：在操作热分析仪器时，应戴上个人防护用品，如手套、防护眼镜等，以降低操作带来的风险。
四、仪器操作步骤1. 打开电源：将热分析仪器的电源开关置于“开”位，仪器将开始初始化程序。
2. 参数设置：按照具体实验需求，通过仪器上的操作界面设置相应参数，包括温度范围、升温速率、气氛气体等。
3. 样品准备：准备待测样品，按照实验要求进行打磨、粉碎、加工等处理操作。
4. 样品装填：将经过处理的样品放置在专用样品台上，并按照仪器厂家提供的方法将其固定在样品台上。
5. 实验运行：在设置好的参数下，启动实验过程，并随时观察仪器仪表读数的变化。
6. 数据记录与保存：实验过程中，将仪器输出的数据记录下来，并及时保存到电脑或数据存储设备中以备后续分析使用。
7. 实验结束：实验完成后，关闭电源开关，等待仪器冷却至安全温度区间后方可进行下一步操作。
8. 清洁与维护：及时清理仪器表面，保持仪器的清洁，并按照仪器保养规范进行日常维护。
五、注意事项1. 操作规范：严格按照使用方法说明书的操作步骤进行，不得随意更改或省略步骤。
2. 人身安全：操作人员在使用热分析仪器时，不得将手部或其他身体部位靠近热源部分，以防止烫伤等安全事故发生。
热导检测器（TCD）原理及操作注意事项
热导检测器（TCD）原理及操作注意事项热导检测器（TCD）原理及操作注意事项TCD热导检测器（TCD）是，有的亦称热丝检测器（HWD）或热导计、卡他计（katherometer或Catherometer），它是知名的整体性能检测器，属物理常数检测⽅法。
⼀、⼯作原理TCD由热导池及其检测电路组成。
图3-2-1下部为TCD与进样器及⾊谱柱的连接⽰意图，上部为惠斯顿电桥检测电路图。
载⽓流经参考池腔、进样器、⾊谱柱，从测量池腔排出。
R1、R2为固定电阻；R3、R4分别为测量臂和参考臂热丝。
当调节载⽓流速、桥电流及TCD温度⾄⼀定值后，TCD处于⼯作状态。
从电源E流出之电流I 在A 点分成⼆路i1、i2 ⾄ B 点汇合，⽽后回到电源。
这时，两个热丝均处于被加热状态，维持⼀定的丝温Tf，池体处于⼀定的池温 Tw。
⼀般要求Tf与Tw差应⼤于100?以上，以保证热丝向池壁传导热量。
当只有载⽓通过测量臂和参考臂时，由于⼆臂⽓体组成相同，从热丝向池壁传导的热量相等，故热丝温度保持恒定；热丝的阻值是温度的函数，温度不变，阻值亦不变；这时电桥处于平衡状态：R1?R3＝R2?R4, 或写成R1/R4＝R2/R3。
M、N⼆点电位相等，电位差为零，⽆信号输出。
当从2进样，经柱分离，从柱后流出之组分进⼊测量臂时，由于这时的⽓体是载⽓和组分的混合物，其热导系数不同于纯载⽓，从热丝向池壁传导的热量也就不同，从⽽引起两臂热丝温度不同，进⽽使两臂热丝阻值不同，电桥平衡破坏。
M、N⼆点电位不等，即有电位差，输出信号。
⼆、热导池由热敏元件和池体组成1 热敏元件热敏元件是TCD的感应元件，其阻值随温度变化⽽改变，它们可以是热敏电阻或热丝。
（1）热敏电阻热敏电阻由锰、镍、钴等氧化物半导体制成直径约为 0.1～1.0mm．．．．的⼩珠，密封在玻壳内。
热敏电阻有三个优点：?热敏电阻阻值⼤（5～50kΩ），温度系数亦⼤，故灵敏．．度相当⾼。
可直接作µg/g级的痕量分析；?热敏电阻体积⼩，可作成0.25mm 直径的⼩球，这样池腔可⼩⾄50µL；?热敏电阻对载⽓流的波动不敏感，它耐腐蚀性和抗氧化。
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式中, rc——热导池内壁半径.
假定电阻丝r=rw表面处的温度t=tw
dQ = λ m K (t w t c )
式中, λm——混合气体的平均导热系数; λm = λ0 [1 + β (tc + t w )](t w tc )
λm = λ1C1 + λ2C2
由于C1+C2=100%
λm = λ1C1 + λ2 (1 C1 )
C1 =
λm λ 2 λ1 λ2
只要测出混合气体的导热系数,就可以根据两组分的导热系数 求得待测组分的含量. 对上式微分,可得
dλ m = λ1 λ 2 dC1
仪器的灵敏度与两个组分导热系数之差成正比, 即两组分导热系数相差越大,仪器的灵敏度就越高.
(4)其它散热的影响
热导池内存在其它散热损失包括: (1)辐射散热. (2)引线导热损失. (3)气体对流散热. (4)气体带走的热量.
3. 热导池的结构
热导池的四种结构型式
(2)电阻丝的结构及支撑方法
8.2 热导式气体分析仪器
8.2.1 基本原理 8.2.2 热导池(检测器) 8.2.3 测量电路 8.2.4 热导式气体分析仪的应用
λ = λ 0 (1 + βt )
β——介质导热系数的温度系数.
常见气体相对导热系数及温度系数
气体名称 空气 氢 氖 氧 氮 一氧化碳 氨 氩 氧化亚氮 二氧化碳 硫化氢 二氧化硫 氯 甲烷 乙烷 乙烯 二乙醚 丙酮 汽油 相对导热系数(00C时) 1.000 7.130 1.991 1.015 0.998 0.964 0.897 0.685 0.646 0.614 0.538 0.344 0.322 1.318 0.807 0.735 0.543 0.406 0.370 0.273 二氯甲烷 水蒸气 0.973(1000C时) 温度系数/0C-1(0~1000C) 0.00253 0.00261 0.00256 0.00303 0.00264 0.00262 0.00311 0.00495 0.00655 0.00583 0.00763 0.00700 0.00720 0.00980 0.00530 0.00455(1000C时)
8.2 热导式气体分析仪器
8.2.1 基本原理 8.2.2 热导池(检测器) 8.2.3 测量电路 8.2.4 热导式气体分析仪的应用
8.2.4 热导式气体分析仪的应用
能够测量的气体种类很多,如H2 ,CO2 ,NH3 , Cl2 ,Ar,He,SO2 ,H2 中的O2 ,O2 中的H2 ,N2 中 的H2等; 测量范围宽,待测组分含量在0%~100%测量范围 内均可使用.
K= 2πl r ln c rw
K——与热导池尺寸有关的常数,称为热导池常数. 电阻丝的阻值是温度的函数 R = R0 (1 + αt w )
R 0 (1 + αt c ) R= αI 2 R 0 1 Kλ m
热导式气体分析仪热导池的特性方程
当电阻丝通过的电流I和热导池的壁面温度tc固定时, 电阻丝的阻值只与分析气体的导热系数有关. 测量电阻丝阻值,便可对多组分气体待测组分的含量分析.
新型热导式分析仪
硅传感器热导池原理图
2. 影响热导池特性的因素
(1)电阻丝的参数 (2)工作电流 (3)腔壁温度的影响 (4)其它散热的影响
(1)电阻丝的参数
由式(8.2.14)可见,电阻丝的初始电阻R0 ,电 阻丝材料的电阻温度系数的数值及其稳定性,对 检测器的灵敏度和精度都有很大的影响. 一般R0的数值取大一些有利于灵敏度的提高. 增大R0的方法有两个:
热 导 池 结 构 示 意 图
当电阻元件通过电流I时,电阻吸收的功率将全部转换成热量
dQ = I 2 R
此热流量一方面使电阻元件本身温度升高,另一方面也向周围 散失. 电阻元件向外散失的热量主要是靠热导池内气体的导热. 阻元件温度上升到某一数值后,便会出现电源供给的热量 与气体的导热量相平衡的情况,以后电阻元件的温度以及热导 池内的温场分布都将保持不变. 热平衡时热导池内的温场为一系列同轴圆柱等温面. 对于半径为r的等温面,单位时间气体的导热量为
对于烟气和大多数多组分混合气体,各组分之间满 足: (1)除待分析的组分外,其余组分的导热系数 相等或接近,即接近的程度越高,仪器的测量 精度越高.若个别气体的值与其它背景气体的 值相差较远时,则被视为干扰成分,在分析之 前要去掉. (2)待分析组分与其余组分的导热系数相差很 大,以保证仪器有较高的灵敏度.
增大电阻丝的长径比, 选用电阻率大的材料.
(2)工作电流
由式(8.2.14)可见,工作电流I的大小与电阻丝阻值R 的关系很大,电流的大小及稳定性将严重影响仪器的 性能. 一般在热导式分析仪器中都有保持电流恒定的稳流装 置,电流值应与电阻丝的阻值R0统一考虑,以保证热 导池供给的热量符合工作要求.
(3)腔壁温度的影响
dQ = λ dt S dr
热平衡时各等温面的导热量相当,dQ值与r无关,则式变为
λdt =
dQ dr 2πl r
dQ λ 0 t (1 + βt ) = ln r + C 2πl
式中,λ0——混合气体在0℃时的导热系数; β ——混合气体导热系数的温度系数; 对于热导池壁,当r=rc时,t=tc,代入上式可得积分常数C为
End the 8.2
�
腔壁温度的变化会直接影响测量精度. 解决的办法有两种,
采用差值法(或称比较测量法),它是在同一块金属中加工两个 参数完全一致的热导池,其中一个通入待分析气体,作为工作热 导池; 通过(或封入)组分固定的参比气体,作为参比热导池.由于两 个热导池经受大体相同的环境温度影响,当线路上采用差值测量 时,二者所受温度的影响可以相互抵消.这种方法比较简单,在 要求不高的场合可以使用.另一种方法是采用恒温法,把工作热 导池和参比热导池都放在一个恒温装置中,使两者经受的环境温 度完全一致,并且恒定.很明显,这种方法精度比较高,但需要 一套恒温装置,结构复杂,造价较高.
8.2.3 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
(1) 直流单桥测量线路
稳 压 器 供 电 的 直 流 单 桥 测 量 线 路
(2) 交流双桥测量线路
dt dQ = λ dS dn
通过介质微元等温面传导的热流量,不仅与等温面处温度 梯度有关,而且与介质的导热系数成正比. 导热系数标志着物质的导热能力.
导热系数
对于不同的介质,导热系数的大小是不同的.
固体和液体的导热系数较大,气体的导热系数较 小.
气体的导热系数通常与温度有关.当温度升高 时,分子运动加剧,导热系数随之增大.导热 系数与温度的关系可近似写成
混合气体的导热系数
由所含组分气体的导热系数共同决定的.对于彼此之间 无相互作用的多组分气体,其导热系数可近似地认为是 各组分导热系数按组成含量的加权平均值,即
λm = ∑ λi Ci
i =1
n
根据混合气体导热系数与各组分导热系数之间的关系, 就可以实现多组分气体的含量分析.
严格地讲,热导式气体成分分析仪只能解决双组分气体 的含量分析,此时式(8.2.3)的具体形式为:
8.2 热导式气体分析仪器
8.2.1 基本原理 8.2.2 热导池(检测器) 8.2.3 测量电路 8.2.4 热导式气体分析仪的应用
8.2.2 热导池(检测器)
1. 热导池的工作原理 2. 影响热导池特性的因素 3. 热导池的结构
1. 热导池的工作原理
1-腔体; 2-电阻丝; 3-支承架; 4-绝缘; 5-引线; 6-气体出口; 7-气体入口
8.2 热导式气体分析仪器
8.2.1 基本原理 8.2.2 热导池(检测器) 8.2.3 测量电路 8.2.4 热导式气体分析仪的应用
8.2.1 基本原理
对于多组分气体,由于组分含量不同,混合气 体导热能力将会发生变化.根据混合气体导热 能力的差异,就可以实现气体组分的含量分 析.
根据传热学理论,在温场中的介质传导的热流量