華北電力大學(xué)測(cè)量?jī)x表-第八章成分分析儀表(編輯修改稿)
2025-01-19 16:33 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 可測(cè)出待測(cè)組分的濃度。 紅外線(xiàn)氣體分析儀一般由光源、氣室、接收元件、切光片和窗口等組成，典型的結(jié)構(gòu)如圖所示。 紅外氣體分析儀原理圖 1光源； 2同步電機(jī)；3切光片； 4濾波室；5參比室； 6測(cè)量室；7檢測(cè)室； 8薄膜； 9定片； 10電氣單元；11微機(jī)系統(tǒng) （ 1）光源 光源的作用是產(chǎn)生兩束能量相等而又穩(wěn)定的紅外光束，多由通電加熱鎳鉻絲所得。輻射區(qū)的光源分兩種，一種是單光源，一種是雙光源 ,各有優(yōu)點(diǎn)。 （ 2）濾光元件 其作用是吸收或?yàn)V去可被干擾氣體吸收的紅外線(xiàn)，去除干擾氣體對(duì)測(cè)量的影響。濾光元件通常有兩種，一種是充以干擾氣體的濾光室，另一種是濾光片。 濾光片是在晶片表面上噴涂若干涂層，使它只能讓待測(cè)組分所對(duì)應(yīng)的特征吸收波長(zhǎng)的紅外線(xiàn)透過(guò)，而不讓其他波長(zhǎng)的紅外線(xiàn)透過(guò)或使其大大衰減。 （ 3）測(cè)量室和參比室 測(cè)量室和參比室的兩端用透光性能良好的 CaF2晶片密封。參比室內(nèi)封入不吸收紅外輻射的惰性氣體，測(cè)量室則連續(xù)通入被測(cè)氣體。測(cè)量室的長(zhǎng)短與被測(cè)組分濃度有關(guān)，一般測(cè)量室的長(zhǎng)度為 ～ 200mm。 （ 4）檢測(cè)器 檢測(cè)器的作用是接收從紅外光源輻射出的紅外線(xiàn)，并轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。有光電導(dǎo)式和薄膜電容式兩種檢測(cè)器。 光電導(dǎo)檢測(cè)器只對(duì)某一波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紅外線(xiàn)能量能吸收，它必須和濾波效果較好的濾光片配合使用。目前用的較多的材料是銻化銦。 大多數(shù)紅外線(xiàn)分析儀都采用薄膜電容式檢測(cè)器，其原理結(jié)構(gòu)如圖所示。 薄膜電容式接收器 1— 窗口玻璃； 2— 吸收室； 3— 固定電極（定片）； 4— 可動(dòng)電極（動(dòng)片） （ 5）切光片 切光片在電機(jī)帶動(dòng)下對(duì)光源發(fā)出的光輻射信號(hào)做周期性切割，將連續(xù)信號(hào)調(diào)制成一定頻率（一般為 2～25 Hz，常用 ）的交變信號(hào)（一般為脈沖信號(hào)）。 （ 6）微機(jī)系統(tǒng) 微機(jī)系統(tǒng)的任務(wù)是將紅外探測(cè)器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大變成統(tǒng)一的直流電流信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，將分析結(jié)果顯示出來(lái)，同時(shí)根據(jù)需要輸出濃度極值和故障狀態(tài)報(bào)警信號(hào)。對(duì)信號(hào)處理包括：干擾誤差的抑制，溫漂抑制，線(xiàn)性誤差修正，零點(diǎn)、滿(mǎn)度和中點(diǎn)校準(zhǔn)，量程轉(zhuǎn)換、量綱轉(zhuǎn)換、通道轉(zhuǎn)換、自檢和定時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)等。 三、 QGS08型紅外線(xiàn)氣體分析儀 QGS08型紅外線(xiàn)氣體分析儀是北京分析儀器廠引進(jìn)德國(guó)麥哈克公司先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品。適用于連續(xù)分析 CO、 CO2 、 CH SO2等 23種氣體在混合氣中的含量。屬于非分光型紅外線(xiàn)分析儀，帶薄膜電容式檢測(cè)器。檢測(cè)器由兩個(gè)吸收室組成，它們相互氣密，在光學(xué)上是串聯(lián)的。 為了保證進(jìn)入分析儀表的氣體干燥、清潔、沒(méi)有腐蝕性，需要裝設(shè)預(yù)處理裝置，如圖所示。 預(yù)處理裝置示意圖 1水冷卻器； 2預(yù)過(guò)濾器； 3化學(xué)過(guò)濾器； 4干擾過(guò)濾器； 5流量控制器 第四節(jié) 熱導(dǎo)式氣體分析儀 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 H2 、 CO2 、 SO2等組分的百分含量。 一、工作原理 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)。氣體的導(dǎo)熱率還與氣體的溫度有關(guān)。 氣體名稱(chēng) N2 O2 CO2 SO2 H2 CO CH4 相對(duì)熱導(dǎo)率 98 對(duì)于彼此之間無(wú)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 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 ??????? niiinn CCCC12211 ????? ?1?2? 121 ???? nCCC ? 1212121132211 )()1()( CCCCCCC n ???????? ?????????? ?2121 ???????C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。 1?2? ?二、熱導(dǎo)式氣體分析儀的檢測(cè)器和測(cè)量電路 1. 檢測(cè)器 熱導(dǎo)式氣體分析儀大多是把氣體熱導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換成金屬材料電阻值的變化。通過(guò)對(duì)金屬材料電阻值進(jìn)行測(cè)量，來(lái)反映出被測(cè)組分的體積百分含量。通常把熱導(dǎo)率轉(zhuǎn)換成電阻值的部件稱(chēng)為熱導(dǎo)式氣體分析儀的檢測(cè)器，又稱(chēng)熱導(dǎo)池。 熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu)如圖所示 。 檢測(cè)器結(jié)構(gòu)有分流式、對(duì)流式、擴(kuò)散式、對(duì)流擴(kuò)散式四種。 熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu) 對(duì)流擴(kuò)散式熱導(dǎo)池 雙電橋測(cè)量電路 三、熱導(dǎo)式氣體分析儀的應(yīng)用 熱導(dǎo)式氣體分析儀常用于鍋爐煙氣分析和氫純度分析。 火電廠中使用 QRD1102型氫分析儀來(lái)測(cè)量氫冷發(fā)電機(jī)的冷卻氫氣的純度（含量），以監(jiān)視爆炸條件時(shí)氫含量的下限值。測(cè)量的背景氣體是空氣。 QRD1102型熱導(dǎo)式氫分析儀不需要復(fù)雜的預(yù)處理裝置，由調(diào)整組件、變送器、二次儀表和交流穩(wěn)壓器等部分組成。 第五節(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。 基本原理： 使被分析樣品在“流動(dòng)相
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