熱工測(cè)量?jī)x表PPT第9章成分分析儀表

第九章成分分析儀表主要內(nèi)容

第一節(jié)氧量計(jì)第二節(jié)熱導(dǎo)式二氧化碳分析儀第三節(jié)紅外線氣體分析儀第四節(jié)氣相色譜分析儀第九章成分分析儀表專門用來測(cè)定物質(zhì)化學(xué)成分的一類儀器。物質(zhì)的化學(xué)成分：指一種化合物或混合物是由哪些種類的分子、原子或原子團(tuán)所組成，以及這些分子、原子或原子團(tuán)的含量是多少。成分分析包括內(nèi)容：確定物質(zhì)的化學(xué)組成，確定物質(zhì)中各種成分的相對(duì)含量第九章成分分析儀表1．成分分析儀器的基本組成2.取樣裝置3.預(yù)處理系統(tǒng)4.分離裝置5.檢測(cè)器或檢測(cè)系統(tǒng)6.信號(hào)處理系統(tǒng)7.顯示環(huán)節(jié)第九章成分分析儀表（1）電化學(xué)式分析儀器：如電導(dǎo)式、電量式、電位式等；（2）熱學(xué)式分析儀器：如熱導(dǎo)式、熱化學(xué)式、熱譜式等；（3）磁學(xué)式分析儀器：磁性氧量分析儀，核磁共振波譜儀等；（4）光學(xué)式分析儀器：吸收式光學(xué)分析儀，發(fā)射式光學(xué)分析儀；（5）射線式分析儀器：如X射線分析儀，射線分析儀，同位素分析儀等；（6）色譜分析儀器：如氣相色譜儀等；（7）電子光學(xué)和離子光學(xué)式分析儀器：如電子探針、質(zhì)譜儀、離子探針等；（8）物性測(cè)量?jī)x器：如水分計(jì)、粘度計(jì)、濕度計(jì)、密度計(jì)、電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x等。第九章成分分析儀表國別項(xiàng)目測(cè)定方法自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器美國SO2CONOxO3總烴可吸入顆粒物脈沖紫外熒光法非色散相關(guān)紅外吸收法化學(xué)發(fā)光法紫外光度法氣相色譜法(FID)β射線吸收法脈沖紫外熒光SO2監(jiān)測(cè)儀相關(guān)紅外CO監(jiān)測(cè)儀化學(xué)發(fā)光NOx監(jiān)測(cè)儀紫外光度O3監(jiān)測(cè)儀氣相色譜儀β射線可吸入顆粒物監(jiān)測(cè)儀日本SO2CONOxO3總烴可吸入顆粒物紫外熒光法非色散紅外吸收法化學(xué)發(fā)光法紫外光度法氣相色譜法(FID)β射線吸收法紫外熒光SO2監(jiān)測(cè)儀非色散紅外CO監(jiān)測(cè)儀化學(xué)發(fā)光NOx監(jiān)測(cè)儀紫外光度O3監(jiān)測(cè)儀氣相色譜儀β射線可吸入顆粒物監(jiān)測(cè)儀中國SO2CONOxO3總烴可吸入顆粒物紫外熒光法非色散紅外吸收法化學(xué)發(fā)光法紫外光度法氣相色譜法(FID)β射線吸收法紫外熒光SO2監(jiān)測(cè)儀非色散紅外CO監(jiān)測(cè)儀化學(xué)發(fā)光NOx監(jiān)測(cè)儀紫外光度O3監(jiān)測(cè)儀氣相色譜儀β射線可吸入顆粒物監(jiān)測(cè)儀1火電廠鍋爐燃燒質(zhì)量如何檢測(cè)？

爐煙成分自動(dòng)分析2過?？諝庀禂?shù)α保持在一定范圍，可保證保證完全燃燒，又不過多地增加排煙量和降低燃燒溫度。過?？諝庀禂?shù)α可通過分析的O2和CO2含量來判斷。第一節(jié)氧化鋯氧量計(jì)4氧含量與α有單值關(guān)系，且此受燃料品種的影響較??；氧量計(jì)的反應(yīng)比二氧化碳表計(jì)快。所以目前電廠中大量采用氧量計(jì)測(cè)過?？諝庀禂?shù)。5為全面分析爐煙中各種成分，發(fā)展快速響應(yīng)的自動(dòng)氣相色譜儀受到重視。6取樣點(diǎn)對(duì)分析正確性影響很大。7保證分析儀的快速響應(yīng)性。第一節(jié)氧化鋯氧量計(jì)一、概述

氧化鋯氧量計(jì)是最近二十年發(fā)展起來的一種新型煙氣氧含量分析測(cè)量?jī)x表。1）組成：傳感器（鋯頭）和變送顯示器2）分類：按安裝方式分為抽出式和直插式3)應(yīng)用：廣泛應(yīng)用在火力發(fā)電、采暖、煉油、化工、輕紡、水泥等工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)。

第一節(jié)氧化鋯氧量計(jì)二、氧化鋯氧量計(jì)的工作原理1基本原理:電化學(xué)的濃差電池原理。

即：以氧化鋯作為固體電解質(zhì)，高溫下的電解質(zhì)兩側(cè)氧濃度不同時(shí)形成濃差電池，該電池產(chǎn)生的電勢(shì)與兩側(cè)氧濃度有關(guān)。固定一側(cè)氧濃度，可通過測(cè)量輸出電勢(shì)來測(cè)量另一側(cè)的氧含量。2氧濃差電池的構(gòu)成

第一節(jié)氧化鋯氧量計(jì)二、氧化鋯氧量計(jì)的工作原理1）帶氧離子空穴的固體ZrO2電解質(zhì)。在ZrO2中加人一定量的氧化鈣（CaO）或氧化釔（Y2O3），經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，＋2價(jià)的Ca2+會(huì)置換出十4價(jià)Zr4+。置換出的鋯離子Zr4+與數(shù)量不足的氧離子形成帶有氧離子空穴的氧化鋯材料，成為固體電解質(zhì)3具體工作過程2)在600－12000C高溫下，當(dāng)氧化鋯兩側(cè)氧濃度不等時(shí)，濃度大側(cè)的氧分子在該側(cè)氧化鋯管表面結(jié)合兩個(gè)電子形成氧離子，然后通過氧化鋯中的氧離子空穴向氧濃度低側(cè)泳動(dòng)，到達(dá)濃度低側(cè)時(shí)，在該側(cè)電極上釋放兩個(gè)電子形成氧分子放出，于是在電極上造成電荷積累，兩電極之間產(chǎn)生電勢(shì)，3)此電勢(shì)阻礙這種遷移的進(jìn)一步進(jìn)行，直至達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)，這就形成濃差電池，它所產(chǎn)生的與兩側(cè)氧濃度差有關(guān)的電勢(shì)，稱作濃差電勢(shì)。3具體工作過程第一節(jié)氧化鋯氧量計(jì)二、氧化鋯氧量計(jì)的工作原理正極：O2＋4e→2O2—負(fù)極：2O2—→O2＋4e能斯特公式：第一節(jié)氧化鋯氧量計(jì)二、氧化鋯氧量計(jì)的工作原理4濃差電勢(shì)的輸出公式——參比氣樣氧容積濃度；——待測(cè)氣樣氧容積濃度。

1、氧化鋯傳感器需要恒溫或在計(jì)算電路中采取補(bǔ)償措施，以消除傳感器溫度（池溫）對(duì)測(cè)量的影響。氧化鋯氧量計(jì)又分為恒溫式和補(bǔ)償式兩種。

2、氧化鋯傳感器要在一定高溫下工作，以保證有足夠高的靈敏度。

3、保持參比氣樣的壓力與待測(cè)氣樣的壓力相等。

4、保持參比氣樣和待測(cè)氣樣一定的流速，以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。

5氧化鋯純度要高，存在雜質(zhì)會(huì)降低輸出電勢(shì)。致密性要好，否則氧離子直接穿過

6顯示儀表具有較的輸入阻抗第一節(jié)氧化鋯氧量計(jì)三、保證正確測(cè)量的條件1氧化鋯氧量計(jì)是根據(jù)什么原理工作的？說明氧濃差電勢(shì)建立的過程，公式，溫度對(duì)其工作影響及消除辦法。2氧化鋯氧量計(jì)能夠正確進(jìn)行煙氣中氧含量的測(cè)量的條件有那些？

原理：紅外線一般指波長(zhǎng)從0.76μm至1000μm范圍內(nèi)的電磁幅射。在紅外線氣體分析儀器中實(shí)際使用的紅外線波長(zhǎng)大約在1~50μm。紅外線氣體分析儀是利用不同氣體對(duì)紅外波長(zhǎng)的電磁波能量具有特殊吸收特性的原理而進(jìn)行氣體成分和含量分析的儀器。吸收：紅外線通過某些物質(zhì)時(shí)，其中一些頻率的光強(qiáng)度大為減弱甚至消失。第二節(jié)紅外氣體分析儀朗伯特-比耳定律光的吸收定律單色平行光通過均勻介質(zhì)時(shí)能量被介質(zhì)吸收的規(guī)律光強(qiáng)度為I0的單色平行光通過均勻介質(zhì)后，剩余光強(qiáng)度的大小隨著介質(zhì)濃度c和光程l按指數(shù)規(guī)律衰減。吸收系數(shù)k的大小取決于介質(zhì)的特性，不同介質(zhì)有不同的k值，而一種介質(zhì)的k值又會(huì)隨著光的波長(zhǎng)值而變化。因此，對(duì)于不同的介質(zhì)或不同波長(zhǎng)的光，吸收的光強(qiáng)也是不同的。用人工的方法制造一個(gè)包括被測(cè)氣體特征吸收峰波長(zhǎng)在內(nèi)的連續(xù)光譜輻射源，讓這個(gè)光譜通過固定長(zhǎng)度的含有被測(cè)氣體的混合組分，在混合組分的氣體層中，被測(cè)氣體的濃度不同，吸收固定波長(zhǎng)紅外線的能量也不相同，繼而轉(zhuǎn)換成的熱量也不同。在一個(gè)特制的紅外檢測(cè)器中，再將熱量轉(zhuǎn)換成溫度或壓力，測(cè)量這個(gè)溫度和壓力，就可以準(zhǔn)確地測(cè)量被分析氣體的濃度。1-光源；2-切光片；3-同步電機(jī)；4-測(cè)量氣室；5-參比氣室；6-濾光氣室；7-檢測(cè)氣室；8-前置放大器；9-主放大器；10-記錄器（1）光源和調(diào)制器光源的任務(wù)：產(chǎn)生具有一定調(diào)制頻率（2~12HZ）、兩束能量相等且穩(wěn)定的平行紅外光束1-反光鏡；2-光源；3-切光片；4-同步電機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：選擇性好，靈敏度高，測(cè)量范圍廣，精度較高，常量為1~2.5級(jí)，低濃度（ppm）為2~5級(jí)，響應(yīng)速度快。 能吸收紅外線的CO、CO2、CH4、SO2等氣體、液體都可以進(jìn)行分析。 應(yīng)用：大氣檢測(cè)、大氣污染、燃燒過程、石油及化工過程、熱處理氣體介質(zhì)、煤炭及焦炭生產(chǎn)過程等工業(yè)生產(chǎn)過程中。測(cè)定水中微量油分，醫(yī)學(xué)中肺功能的測(cè)定，并可在水果、糧食的儲(chǔ)藏和保管等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。

熱導(dǎo)式氣體分析儀是使用最早的一種物理式氣體分析儀，它是利用不同氣體導(dǎo)熱特性不同的原理進(jìn)行分析的。常用于分析混合氣體中的、、、等組分的百分含量。原理：各種氣體都具有一定的導(dǎo)熱能力，但是導(dǎo)熱程度有所不同，即各有不同的導(dǎo)熱系數(shù)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，氣體中氫和氦的導(dǎo)熱能力最強(qiáng)，而二氧化碳和二氧化硫的導(dǎo)熱能力最弱。

第三節(jié)熱導(dǎo)式氣體分析儀第三節(jié)熱導(dǎo)式氣體分析儀對(duì)于彼此之間無化學(xué)反應(yīng)的多組分的混合氣體，它的熱導(dǎo)率與各組分的熱導(dǎo)率及各組分的體積百分含量有關(guān)，即第三節(jié)熱導(dǎo)式氣體分析儀如果被測(cè)組分的熱導(dǎo)率為，其余組分為背景組分，并假定它們的熱導(dǎo)率近似等于。又由于將它們帶入上式后可得即有在、已知的情況下，測(cè)定混合氣體的總熱導(dǎo)率，就可以測(cè)定被測(cè)組分的體積百分含量。

第四節(jié)工業(yè)氣相色譜儀

色譜分析儀是一種多組分的分析儀器。色譜分析的基本原理是：使被分析樣品在“流動(dòng)相”的推動(dòng)下流過“色譜柱”（內(nèi)裝填充物，稱固定相），由于樣品