成分及物性分析【可编辑PPT】

6.2 热导式气体分析仪
3.测量桥路 (1)单电桥测量桥路 分单臂电桥测量桥路和双臂电桥测量桥路。 说明： ① 具有温度补偿功能，可克服或减小环境温度变化对测量的影响； ② 通过改变参比气体百分含量，能改变分析仪的测量范围。
图6-4 单电桥测量桥路
6.2 热导式气体分析仪
(2)双电桥测量桥路
图6-5 双电桥测量电路
图6-2 热导池的结构示意图
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6.2 热导式气体分析仪
2.热导池结构形式
图6-3 热导池的结构形式示意图
6.2 热导式气体分析仪
(1)直通式 中间为主气路，上下各以节流孔与测量室相通。 (2)对流式 测量室与主气路下端并联相通，大部分被测气体由主气 路排出，一小部分进入测量室。 (3)扩散式 在主气路设置测量室，被测气体通过扩散作用进入测量 室，并与热丝进行热交换，再由主气路带走。 (4)对流扩散式 它是在扩散式结构基础上加一支气管路形成分流， 以减少滞后。
号处理及显示装置、整机控制系统等组成。
图6-1 工业分析仪表组成框图
6.1 工业分析仪表概述
6.1.2 工业分析仪表的分类 (1)光学式分析仪表 (2)电化学式分析仪表 (3)色谱式分析仪表 (4)热学式分析仪表 (5)磁学式分析仪表
6.1 工业分析仪表概述
6.1.3 工业分析仪表的应用 (1)产品质量监督 (2)工艺监督 (3)安全生产 (4)节约能源 (5)污染监测
5．50
24．83
26．26
6．00
23．20
24．53
700℃ 63．41 54．91 48．88 44．20 40．38 37．15 34．35 31．88 29．67 27．68 25．85
750℃ 66．67 57．73 51．39 46．47 42．46 39．06 36．12 33．52 31．20 29．10 27．18
n
iCi
i 1
3.热导分析原理的应用条件 1)混合气体中除待测组分外，其余各组分的导热系数必须相同或十 分接近。 2)待测组分的导热系数对比其余组分的导热系数要有显著的差别。
6.2 热导式气体分析仪
6.2.2 热导式气体分析仪的组成及工作原理 1.热导池工作原理
RnR0(1tc)K R0 2I2
成分及物性分析
第6章 成分及物性分析
6.1 工业分析仪表概述 6.2 热导式气体分析仪 6.3 氧化锆氧分析仪 6.4 工业气相色谱仪 6.5 水分分析仪 6.6 可燃气体检测报警器 6.7 密度计 6.8 实训——可燃气体检测器的应用与调校
6.1 工业分析仪表概述
6.1.1 工业分析仪表的基本组成 工业分析仪表一般由自动取样装置、预处理系统、检测器、信
800℃ 69．92 60．55 53．90 48．63 44．53 40．97 37．88 35．16 32．72 30．52 28．51
850℃ 73．18 63．37 56．41 51．02 46．61 42．88 39．65 36．80 34．25 31．94 29．84
6.2 热导式气体分析仪
2.应用时应注意的问题 1) 最适合于检测二元混合气体(导热系数相差较大的)中某一组分的 含量。 2)对于存在多组分背景气体的情况，即分析三元或三元以上的混合 气体时，背景气体中各组分的导热系数必须很接近，否则测量误差 太大，不易采用。 3)必要时应对被测气体进行预处理，如除尘、除水、冷却、去除对 分析有影响的干扰组分。 4)不同结构形式的热导池对样气压力、流量的稳定性要求不同，要 注意样气压力、流量变化所带来的影响；样气温度变化也会对热导 池有影响，因此，分析仪在使用时环境温度应满足规定条件。
6.3 氧化锆氧分析仪
6.3.1 氧化锆检测氧含量的原理 氧化锆是一种固体电解质金属锆的氧化物，它具有陶瓷的特性。
氧化锆具有高温导电性。
图6-6 氧离子空穴形成示意
6.3 氧化锆氧分析仪
氧浓差电池 氧浓差电动势E
E RT ln PR nF Px
图6-7 氧浓差电池原理
6.3 氧化锆氧分析仪
表6-2 氧浓差电动势与氧含量关系
6.2 热导式气体分析仪
6.2.3 热导式气体分析仪的应用 1.热导式分析仪的应用场合 1)检测分析锅炉或加热炉烟道气中CO2的含量。 2)检测分析化肥厂合成氨生产过程中循环气中H2的含量。 3)检测分析硫酸及磷肥生产流程中SO2的含量。 4)检测分析空气分离装置中Ar的含量。 5)测定Cl2生产流程中Cl2中的含氢量，确保安全生产。 6)测定制氢、制氧过程中，纯氢中的氧含量及纯氧中的氢含量。 7)测定有机工业生产中，碳氢化合物中H2的含量。 8)检测分析氢冷发电机组中H2、CO2的含量等等。
0℃时相对导热系数
1．00 7．13 0．996 1．013 0．684 0．89 0．96 0．605
0～100℃导热系数的 温度系数/1/K
0．0028 0．0027 0．0028 0．0028 0．0030 0．0048 0．0028 0．0048
6.2 热导式气体分析仪
2.混合气体的导热系数
6.2 热导式气体分析仪
6.2.1 热导分析原理 1.气体的导热系数
表6-1 常见气体0℃时的导热系数、相对导热系数和导热系数的温度系数
气体名称
空气
H2 N2 O2 Ar
NH3 CO CO2
0℃时导热系数/1W/ m·K
2．43 17．33 2．42 2．45 1．63 2．17 2．35 1．46
6.2 热导式气体分析仪
3.调校 1)分析仪必须预热至热稳定后再进行校准。 2)标准气体中背景气体的导热系数要与被测气体背景气体的导热系 数相一致，否则应进行修正。 3)标准气体的流速要与工作时被测气体的流速相同。 4)手动校准时，要考虑到气路中气流的置换及稳定时间要求。 5)对分析仪的零点和量程需要重复校准。 6)需要准确校准时，要多校几点。
氧的体积 氧浓差电动势/mV
分数（%） 600℃
650℃
1．00
56．89
60．15
1．50
49．27
52．09
2．00
43．86
46．37
2．50
39．66
41．93
3．00
36．23
38．31
3．50
33．33
35．24
4．00
30．82
32．59
4．50
28．61
30．24
5．00
26．63
28．15