过程装备控制技术及应用2015第三章分析.ppt

成分检测 成分 检测 按方法 按原理 实验室分析 现场时时检测 电化学式 光学式 磁学式 色谱式 物性测量仪表 射线式 电子光学式和离子光学式 热学式 * 3.7.1 热导式检测技术 主要用于对混合气体中某种成分含量的分析。 常用于分析混合气体中H2、C02、S02等组分的百分含量。 检测原理 热导式气体分析器是利用各种气体具有不同的导热特性，通过测量混合气体的导热系数的变化，间接获得待测组分的含量。 热敏电阻丝作用： 通电加热、 导热系数测定敏感元件 原理图 * 3.7.2 红外式成分检测 红外线气体分析仪： 根据气体对红外线的吸收特性来检测混合气体中某一组分含量的检测仪器。 红外线气体成分检测依据： 气体对红外线的吸收特性及产生热效应性质， * 3.7.3 色谱分析方法 色谱仪具备对被测样品进行全面的分析，鉴定混合物的组成组分及测出各组分含量的能力。 色谱仪是基于介质中不同的组分相对于某一物质具有不同的吸附（溶解）力，利用色谱柱实现混合物各组分的分离，同时按各组分从色谱柱排出的先后顺序分别测量，并根据各组分出现的时间以及测量值的大小确定混合物的组成以及各组分的浓度。 * 3.7.4 固态电解质气敏元件及氧化锆氧检测仪 1）固态电解质 由于结构的特殊性，部分离子可以相对自由地在晶格结构内移动，表现出一定的导电性能的固态无机材料 。 通用固态电解质： 不受被测气体性质所限制，可制成多种气敏传感器的固态电解质。 注意： 通用固态电解质本身不具备气敏功能，必须与气敏膜联合使用而构成加膜型气敏传感器。 通用固态电解质的材料主要有各种β-氧化铝、钠离子超离子导体(Nasicon)和沸石等 分类： 通用固态电解质 气敏固态电解质 * 2）氧化锆氧含量检测原理 氧化锆是一种氧离子固态电解质（具有选择性）。 特性： 纯ZrO2晶体在高温时以正方的氟化物结构存在，具有很高的离子电导率；当温度降至1000℃以下时转化为单斜晶结构，其离子电导率很低。 氧化锆敏感元件 氧化锆敏感元件是在纯氧化锆中渗入一定量(通常为15％)的化学纯氧化钙CaO(也可以是氧化钇Y203) 而构成。 特点： 氧化钙固溶在氧化锆中，其中Ca+2置换了Zr+4的位置，而在晶体中留下了氧离子空穴。 在数百摄氏度的高温(≥470～550℃)下，掺有CaO的ZrO2固态电解质便是一种良好的氧离子导体。 * 温度检测分类 温度 检测 接触式温度检测 非接触式检测方法 膨胀式 热电效应 亮度法 全辐射法 基于物体受热体积膨胀性质的膨胀式温度检测仪表 利用物体的热辐射特性与温度之间的对应关系，对物体的温度进行检测 热电阻 基于导体或半导体电阻值随温度变化的热电阻温度检测仪表 基于热电效应的热电偶温度检测仪表 比色法 * 3.4.2 玻璃（液体）温度计 玻璃液体温度计基于物体受热膨胀的原理，是一种直读式仪表。 * 3.4.3 压力温度计 压力温度计是根据一定质量的液体、气体、蒸气在体积不变的条件下，其压力与温度呈确定函数关系的原理来实现测温功能的。 * 3.4.4 双金属温度计 线膨胀（双金属片向上翘）差别与温度的存在函数关系： 固体长度随温度变化的 描述式： * 双金属温度计 固体长度随温度变化，属于固体热膨胀式温度计。 * 3.4.5 热电偶测温 原理-热电效应： 将两种不同的导体或半导体A、B连接成闭环回路，并将他们的两个接点分别置于温度为T及T0的热源中，则在该回路内将产生电动势的现象称为热电效应。 * 3.4.6 热电阻测温 热电阻是利用电阻的热效应（金属导体或半导体的电阻值随温度变化）实现温度检测的元件。 * 3.4.7 辐射式温度计 能对被测物体热辐射能量进行检测，进而确定被测物体温度的仪表，通称为辐射式温度计。 不需和被测物体或被测介质直接接触，从而不会受被测物体的高温及介质腐蚀等的影响，但精度有限。 * 3.4.8 光电温度计 光电高温计采用亮度平衡法测温。 * 3.5 流量测量 3.5.1概述 流量是测量中的重要参数之一，是产品成本核算和能源科学管理所必需的指标。因此，对流量测量方法及测量仪器的学习显的非常重要。 用于流量测量的仪表叫流量计。常见的流量计有： 压差式流量计; 转子流量计; 电磁式流量计等。 流量检测 流量 检测 体积流量 质量流量 直接法 (容积) 间接法 直接法 (推导法) 间接法 (速度) 测定单位时间内排出的标准固定体积的数量。 测定管道内流体平均流速，并乘以管道截面积。