文解析氣體分析儀原理

測(cè)量氣體成分的程分析儀表。在很多過(guò)程中，別是在存在化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中，僅僅根據(jù)溫度、壓力、量等物理參數(shù)行自動(dòng)控制常常是不夠的。由于被分析氣體的千差別和分析原理的多種多樣，氣體分析儀的種類(lèi)繁多。常用的有熱導(dǎo)式氣體分析儀、電化學(xué)式氣體分析儀和紅外線(xiàn)吸收式分析儀等。

原理

主要利用氣體傳感器來(lái)檢測(cè)環(huán)境中存在的氣體種類(lèi)，氣體傳感器是用來(lái)檢測(cè)氣體的成份和含量的傳感器。般認(rèn)為，氣體傳感器的定義是以檢測(cè)目標(biāo)為分類(lèi)基礎(chǔ)的，也就是說(shuō)，凡是用于檢測(cè)氣體成份和濃度的傳感器都稱(chēng)作氣體傳感器，不管它是用物理方法，還是用化學(xué)方法。比如，檢測(cè)氣體量的傳感器不被看作氣體傳感器，但是熱導(dǎo)式氣體分析儀卻屬于重要的氣體傳感器，盡管它們有時(shí)使用大體致的檢測(cè)原理。

種類(lèi)

熱導(dǎo)式

種物理類(lèi)的氣體分析儀表。它根據(jù)不同氣體具有不同熱傳導(dǎo)能力的原理，通過(guò)測(cè)定混合氣體導(dǎo)熱系數(shù)來(lái)推算其中某些組分的含量。這種分析儀表簡(jiǎn)單可靠,適用的氣體種類(lèi)較多,是種基本的分析儀表。但直接測(cè)量氣體的導(dǎo)熱系數(shù)困難，所以實(shí)際上常把氣體導(dǎo)熱系數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，再用電橋來(lái)測(cè)定。熱導(dǎo)式氣體分析儀的熱敏元件主要有半導(dǎo)體敏感元件和金屬電阻絲兩類(lèi)。半導(dǎo)體敏感元件體積小、熱慣性小，電阻溫度系數(shù)大,所以靈敏度,時(shí)間滯后小。在鉑線(xiàn)圈上燒結(jié)珠形金屬氧化物作為敏感元件，再在內(nèi)電阻、發(fā)熱量均相等的同樣鉑線(xiàn)圈上繞結(jié)對(duì)氣體無(wú)反應(yīng)的材料作為補(bǔ)償用元件。這兩種元件作為兩臂構(gòu)成電橋電路，即是測(cè)量回路。半導(dǎo)體金屬氧化物敏感元件吸附被測(cè)氣體時(shí)，電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率即發(fā)生變化，元件的散熱狀態(tài)也隨之變化。元件溫度變化使鉑線(xiàn)圈的電阻變化，電橋遂有不平衡電壓輸出，據(jù)此可檢測(cè)氣體的濃度。熱導(dǎo)式氣體分析儀的應(yīng)用范圍很廣，除通常用來(lái)分析氫氣、氨氣、二氧化碳、二氧化硫和低濃度可燃性氣體含量外，還可作為色譜分析儀中的檢測(cè)器用以分析其他成分。

熱磁式

熱磁式氧分析儀

其原理是利用煙氣組分中氧氣的磁化率別這物理性來(lái)測(cè)定煙氣中含氧量。氧氣為順磁性氣體(氣體能被磁場(chǎng)所吸引的稱(chēng)為順磁性氣體)，在不均勻磁場(chǎng)中受到吸引而向磁場(chǎng)較強(qiáng)處。在該處設(shè)有加熱絲，使此處氧的溫度升而磁化率下降，因而磁場(chǎng)吸引力減小，受后面磁化率較的未被加熱的氧氣分子推擠而排出磁場(chǎng)，由此成"熱磁對(duì)"或"磁風(fēng)"現(xiàn)象。在定的氣樣壓力、溫度和量下，通過(guò)測(cè)量磁風(fēng)大小就可測(cè)得氣樣中氧氣含量。由于熱敏元件(鉑絲)既作為不平衡電橋的兩個(gè)橋臂電阻，又作為加熱電阻絲，在磁風(fēng)的作用下出現(xiàn)溫度梯度，即氣側(cè)橋臂的溫度低于出氣側(cè)橋臂的溫度。不平衡電橋?qū)㈦S著氣樣中氧氣含量的不同，輸出相應(yīng)的電壓值。

熱磁式氧分析儀具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制和調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)。

電化學(xué)式

種化學(xué)類(lèi)的氣體分析儀表。它根據(jù)化學(xué)反應(yīng)所引起的離子量的變化或電變化來(lái)測(cè)量氣體成分。為了提選擇性，防止測(cè)量電表面沾污和保持電解液性能，般采用隔膜結(jié)構(gòu)。常用的電化學(xué)式分析儀有定電位電解式和伽伐尼電池式兩種。定電位電解式分析儀的作原理是在電上施加定電位，被測(cè)氣體在電表面就產(chǎn)生電解作用，只要測(cè)量加在電上的電位，即可確定被測(cè)氣體有的電解電位，從而使儀表具有選擇識(shí)別被測(cè)氣體的能力。伽伐尼電池式分析儀是將透過(guò)隔膜而擴(kuò)散到電解液中的被測(cè)氣體電解，測(cè)量所形成的電解電，就能確定被測(cè)氣體的濃度。通過(guò)選擇不同的電材料和電解液來(lái)改變電表面的內(nèi)電壓從而實(shí)現(xiàn)對(duì)具有不同電解電位的氣體的選擇性。