《成分檢測儀表zy》ppt課件

1、過程控制與自動(dòng)化儀表過程控制與自動(dòng)化儀表 主講教師：趙 躍第六節(jié)化學(xué)成分檢測儀表第六節(jié)化學(xué)成分檢測儀表 一一 紅外式氣體成分檢測儀表紅外式氣體成分檢測儀表 二二 氧量分析儀表氧量分析儀表 三三 氣相色譜分析儀氣相色譜分析儀化學(xué)成分檢測儀表的種類檢測方法儀表稱號熱學(xué)方法熱導(dǎo)式分析儀，熱化學(xué)式分析儀，差熱式分析儀等磁力方法熱磁式分析儀，熱力機(jī)械式分析儀等光學(xué)方法光電比色分析儀，紅外吸收分析儀，紫外吸收分析儀，光干涉分析儀，光散射式分析儀，分光光度分析儀，激光分析儀等射線方法X射線分析儀，電子光學(xué)式分析儀，核輻射式分析儀，微波式分析儀等電化學(xué)方法電導(dǎo)式分析儀，電量式分析儀，電位式分析儀，電解式分析儀

2、，氧化鋯氧量分析儀，溶解氧檢測儀等色譜分別方法氣相色譜儀，液相色譜儀等質(zhì)譜分析方法靜態(tài)質(zhì)譜儀，動(dòng)態(tài)質(zhì)譜儀等波譜分析方法核磁共振波譜儀，電子順磁共振波譜儀 共振波譜儀等其它方法晶體振蕩分析儀，氣敏式分析儀，化學(xué)變色分析儀等常用氣體的紅外線強(qiáng)吸收波長氣體稱號氣體稱號分子式分子式強(qiáng)吸收波長強(qiáng)吸收波長 氣體稱號氣體稱號分子式分子式強(qiáng)吸收波長強(qiáng)吸收波長二氧化碳二氧化碳2.7,4.26,14.5甲烷甲烷3.3,7.7一氧化碳一氧化碳4.65乙炔乙炔13.7二氧化硫二氧化硫7.35乙烯乙烯10.5二氧化氮二氧化氮6.2硫化氫硫化氫76氨氣氨氣10.4水氣水氣2610一氧化氮一氧化氮5.2紅外式氣體成分檢測儀

3、表4 根據(jù)氣體對紅外線的強(qiáng)吸收特性，利用傳感元件丈量紅外輻射能以丈量氣體成份。Bell定律：定律：)(0expkcliII近似式：近似式：)1 (0kclIIi紅外式檢測滿足的條件：紅外式檢測滿足的條件：1存在吸收峰；存在吸收峰；2與其他氣體無化學(xué)反響；與其他氣體無化學(xué)反響；3去除干去除干擾氣體；擾氣體；4c較大時(shí)，較大時(shí)，l 應(yīng)較小應(yīng)較小0I為透射后的光強(qiáng)度為透射后的光強(qiáng)度iI為入射光強(qiáng)度為入射光強(qiáng)度 紅外式氣體成分檢測儀表光源光源平行光束平行光束切光片切光片光脈沖光脈沖濾波氣室濾波氣室吸收干擾組分吸收干擾組分兩室兩室能量差能量差監(jiān)測室監(jiān)測室壓差壓差電容變化電容變化正比于被測組分的含量。正比

4、于被測組分的含量。缺乏：缺乏：1不能保證線性；不能保證線性；2不不能檢測雙原子分子能檢測雙原子分子(如氧氣、氯氣如氧氣、氯氣和單原子分子如氬氣氣體；和單原子分子如氬氣氣體；3一臺儀表只能測一種被測氣體。一臺儀表只能測一種被測氣體。氧量分析儀表 氧量分析儀表氧量分析儀表 在現(xiàn)代消費(fèi)過程中，尤其是在熄滅和氧化反響過程中，以及在空氣分別、平安維護(hù)和糧食果品儲存等方面，準(zhǔn)確丈量和嚴(yán)厲控制混合氣體中的含氧量對工業(yè)消費(fèi)有著非常重要的意義。 二二 氧化鋯氧量計(jì)氧化鋯氧量計(jì) 一一 熱磁性氧氣分析儀表熱磁性氧氣分析儀表 在外磁場作用下任何物質(zhì)均可被感應(yīng)磁化，并在其內(nèi)部產(chǎn)生附加磁場。此時(shí)物質(zhì)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度 正比于

5、外磁場強(qiáng)度 和附加磁場強(qiáng)度 之和。BHH熱磁性氧氣分析儀表熱磁性氧氣分析儀表 一 氣體的磁化原理： )(0HHBkHHHH成正比和而HkB)1(0HB 為真空中介質(zhì)的磁導(dǎo)率， 為介質(zhì)的絕對磁導(dǎo)率。磁化率 者稱為順磁性物質(zhì)，否那么者 稱為逆磁性物質(zhì)。而在一切氣體物質(zhì)中氧是順磁性最強(qiáng)的物質(zhì)。00k0k常見氣體磁化率表常見氣體磁化率表設(shè)有 種氣體混合，總磁化率為 ，總體積 那么：nmk1mq2221qokqokoksm由于氧氣的 遠(yuǎn)高于混合氣體中其他氣體的 所以：2kosk22qokokm磁風(fēng)的構(gòu)成二 磁風(fēng)的構(gòu)成 另一方面，順磁性物質(zhì)的磁化率 與絕對溫度的平方 成反比:k2T2/Tk 在外磁場作用下

6、順磁性氣體能被磁場吸引，而逆磁性氣體能被磁場排斥。吸引或排斥的力與磁化率成正比。NS2O2ONS加熱線圈2O2O磁風(fēng) 熱磁對流丈量儀表的構(gòu)造三 丈量儀表的構(gòu)造與任務(wù)原理：儀表的任務(wù)過程 磁風(fēng)的大小將改動(dòng)中間通道中的散熱條件，磁風(fēng)越大那么散熱量越大，環(huán)形管中的溫度越低。溫度的變化將直接導(dǎo)致管壁上鉑電阻加熱絲的阻值發(fā)生變化，電橋信號兩側(cè)溫差磁風(fēng)含氧量 由于冷風(fēng)先經(jīng)過R1因此R1的溫度低于R2的。R1和R2的電阻將發(fā)生變化，電橋的平衡被破壞。因此電橋的不平衡信號可以反響被測氣體中的含氧量。氧化鋯氧量計(jì)氧化鋯氧量計(jì)一、氣體分散與濃差電池%70%3022NO%80%2022OH2O2H2N 氣體分散 氣

7、體分散的強(qiáng)度與氣體的溫度T、壓力P以及濃度差有關(guān)，當(dāng)T、P恒定時(shí)那么只與濃度差有關(guān)。氧化鋯氧量計(jì)氧化鋯氧量計(jì) 要根據(jù)分散原理丈量氧含量就需求一種對氧有選擇性的資料，它只能透過氧，而且可將氧的分散強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電信號。 由氧化鋯和氧化鈣以及氧化銥混合成的固態(tài)電解質(zhì)具有傳導(dǎo)氧離子的特性。 當(dāng)溫度在600850度之間時(shí)氧化鋯可以經(jīng)過氧離子，溫度超越850度會(huì)燒壞氧化鋯傳感器。2O2O2O2O2O2O2ZrO鉑電極 在氧化鋯兩側(cè)燒結(jié)一層多孔的鉑電極就可以制成所謂的氧濃差電池。氧化鋯氧量計(jì)氧化鋯氧量計(jì) 氧濃差電池的任務(wù)原理如下： 在正極一個(gè)氧分子從多孔鉑電極上獲取4個(gè)電子成為2個(gè)負(fù)氧離子并在分散效應(yīng)的驅(qū)動(dòng)下

8、進(jìn)入氧化鋯。22224)(OepO2O2O2O2O2O2O2ZrO鉑電極2P1P 在負(fù)極負(fù)氧離子在分散效應(yīng)的驅(qū)動(dòng)下分開氧化鋯，分開時(shí)2個(gè)負(fù)氧離子失去4個(gè)電子并結(jié)合成一個(gè)氧分子進(jìn)入P1側(cè)。)(42122pOeO 氧離子在分散力驅(qū)動(dòng)下對電子的搬運(yùn)作用在鉑電極上構(gòu)成濃差電勢，當(dāng)電極電場對負(fù)離子的妨礙作用與分散作用平衡時(shí)電勢穩(wěn)定。氧化鋯氧量計(jì)氧化鋯氧量計(jì)氧濃差電勢E的大小可以用能斯特方程描畫 當(dāng)以空氣作為參比時(shí)電勢E為：12lnppnFRTE 為氧分壓（氧攜電子數(shù)）為絕對溫度，為常數(shù)，和其中21,4ppnTFR則有：若電極兩側(cè)的壓力均為 p111/VVpp222/VVpp1212ln/lnnFRTPp

9、PpnFRTE1418 .20lg1049615. 08 .20lnTnFRTE氧濃差電勢與氧含量的關(guān)系氧濃差電勢與氧含量的關(guān)系mVmVmV1.0073.202.2054.124.5036.811.1070.912.4052.015.0034.261.2068.792.6050.085.5031.961.3066.852.8048.296.0029.851.4065.063.0046.626.5027.911.5063.393.2045.067.0026.111.6061.823.4043.597.5024.451.7060.363.5042.878.0022.881.8058.973.6042.218.5021.421.9057.673.8040.909.0020.042.0056.414.0039.669.5017.73氧化鋯探頭的構(gòu)造氧化鋯探頭的構(gòu)造檢測電路檢測電路 氧化鋯氧量計(jì)是一種高靈敏、高穩(wěn)定、快速和寬范圍的氧量丈量儀表，可直接在惡劣環(huán)境中丈量含氧量。氧化鋯探頭的安裝氧化鋯探頭的安裝氣相色譜分析儀1.氣相色譜分析法：基于各種組分吸附和脫離某種介質(zhì)的差氣相色譜分析法：基于各種組分吸附和脫離某種介質(zhì)的