过程检测技术习题第六章

过程检测技术（第一部分）

1、标准氢电极的电极电位是多少？它的双电层电位差又是多少？

答：国际上人为的规定标准氢电极的电位为零，双电层有电位差，很小但是不为0；

2、玻璃电极在工作时玻璃膜中是否有电荷通过？

答：无，电荷不能通过干玻璃层。氢离子和玻璃膜水化层中的碱金属离子（如钠离子）发生交换和相互扩散，在膜相和液相中原来的电荷分布发生了变化，两侧出现电位差。

3、固态参比电极和甘汞电极有何区别？

答：固态参比电极是采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯等塑料做基底材料掺杂大量的KCl和NaCl、KNO3、NaNO3等微小颗粒压制而成。这种外壳浸入被测溶液中可允许H+、OH-离子通过它扩散，从而实现电的通路。外壳的电阻与壳的厚度有关，一般为几十千欧。甘汞电极外壳是玻璃泡，易碎。

固态参比电极坚固不易破裂，可用于具有较高压力的溶液中；不存在堵塞问题；工作时不需要添加盐桥溶液，维护量小。

由于这些优点，它在工业流程的应用中正在取代甘汞电极。

4、工业酸度计的电极电位表示式是什么？

答：

02.303

RT

E E pH

F

=-

R——气体常数；F——法拉第常数；

T——绝对温度。

5、影响电导检测器的因素有哪些？

答：电极的极化（电化学极化、浓差极化），电导池电容的影响，温度的影响。

6、用电导检测器测量低电导率的溶液的电导，为了减小电导池电容对测量精度的影响应采取什么措施？

答：在电导率不是很低的时候，电极的双电层电容其主要作用，它与电阻相串联。这时，为了减小电导池电容对测量精度的影响应采取的措施是：采用交流供电，频率尽量高一些，电极镀粗糙铂层，增大极板有效面积，降低电流密度。若电导率很低时，此时两个电极及被测电解质形成的电容的作用不可忽略，其与原等效电路并联，故w要变适当选取供电频率和极板有效面积。。

7、试述氧化锆氧量计检测原理，写出电动势与氧浓度的关系式。

上式中n 取4。氧分压P 可由氧浓度来代替。即为：（你的下面的原公式有误） 42211

2.303lg 0.496110lg RT E T nF ϕϕϕϕ-==⨯ 1ϕ—被测气体氧浓度

2ϕ—参比气体氧浓度

8、什么是相对热导率？

答：是指被测气体的热导率与一空气热导率的比值。

9、热导检测原理是否适合任何气体的测量，有何限制？

答：不是。如果混合气体含有两种以上的组分，比如有 i 种组分，并设第1种组分为待测组分，这时要求其余组分的热导率都非常接近，并且它们和λ1相差越大越好，即： λ1 >> λi 或λ1<< λi 。

10、为了使热导池中热敏电阻的原件的散热主要靠周围气体的热传导，应采取哪些措施？

答：（1）电阻丝的长度l 与半径r 的比应尽量大（减少电阻元件通过轴向连接物向外部的热传导）

（2）适当选择电阻元件的工作电流，使电阻元件的温度比热导池腔体内壁的温度不要高的太多。（减少电阻元件的热辐射）

（3）热导池气室的内直径应尽量小些（减少电阻元件的热辐射）

（4）被测气体的流量应尽量小些，并且维持恒定（减小被测气体通过而带走的一部分热量）

11、热磁检测器的磁极是否可以放在中间通道中央？

答：不可以。如果放在中央，左右侧温度相同，气体在左右受力相同，便不会产生磁风，1R 和2R 的两端冷却效果相同，无法产生信号差值，继而无法测量。

12、为什么热磁检测器中一般采用两个热敏电阻元件，用一个是否可答：纯氧化锆是不导电的，但掺杂一些氧化钙CaO 后，它的导电性大大增加。 在正极，即氧浓度大的空气侧（参比气体侧），氧分子O 2从铂电极取得4个电子，

变成氧离子O 2-，即

O 2(分压力P 2)+4e →2O 2-

这些氧离子O2-经过固体电解质氧化锆中的空穴，迁移到铂电极的负极（测量气体侧）, 在负极上释放出电子，并结合成氧分子O2而析出，即

2O 2-→O 2(分压力P 1)+4e

浓差电动势E 的数值，可由能斯特方程表示为：

12ln p p nF RT E =

以？

答：因为两个热敏电阻元件与内电路可构成电桥电路，一个作为测量电阻，另一个作为参比电阻，通过测量两电阻的差值反应氧浓度的百分含量， 用一个测量电阻和普通电阻组成桥路也可以测量，但没有了参比电阻，测量精度低。

13、采用热磁式或磁力式氧分析器对被测混合气体的组分有何要求？ 答：热磁式氧分析器对氧含量有限制，一般不超过40%，且依赖于氧气的顺磁性，但往往还要受到背景气体中导热系数大的气体例如氢气的影响，所以在测量之前要把干扰组分去除掉。

而磁力式氧分析器对氢气不敏感，但也需要去除掉NO 等一些较强的顺磁性气体。

14、朗伯定律和比尔定律有何区别？

答：朗伯定律总结出了单色平行光经过均匀介质的微小单元厚度被吸收的辐射的辐射通量与入射的辐射通量及介质的厚度成正比，即

αλ——均匀介质单位厚度对波长为 的光的吸收百分数，称为线衰减系数或线性吸收系数； d------介质的厚度；

P----光辐射通量。

比尔定律在朗伯定律的基础上总结了光经过均匀介质的微小单元厚度被吸收的辐射的辐射通量与物质浓度的关系，指出均匀介质微小单元厚度对单色平行光的吸收与该介质的物质浓度c 成正比，即

c----物质浓度；

-----吸收系数。 15、在气体接收器的电容动片上不钻小孔，将会出现什么问题？ 答：这会导致静压不平衡。

16、采用非色散双光束红光束红外线气体分析器测量二氧化碳时，各气室应充何种气体？

答：参比气室2N ，滤波气室：CO ，工作气室：被测气体，检测室：2CO

17、简述带状干涉滤光片的结构及滤光原理。

答：结构：银膜包夹着宽度为d 的透明材料

d a

e P P λ-=0λcd

K o e P P λ-=λk