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工业分析仪表 工业分析仪表概述 1、工业分析仪表的概念及应用 1）产品质量监督 2）工艺监督 3）安全生产 4）节约能源 2、工业分析仪的分类 1）热学式---热导式、热化学式 2）磁学式---热磁式、磁力机械式 3）光学式---红外吸收式、光电比色式 4）电化学式---氧化锆式、电导式 5）色谱式---气相、液相色谱 工业分析仪表概述 3、工业分析仪表的组成 工业分析仪表概述 2）检测器 把分析物质的成分含量及物理性质转换为电信号。 3）信息处理系统 对检测器输出的微弱电信号做进一步处理，最终变为统一信号（4~20mA）或数字信号等处理工作并将处理后的信号输入到显示装置。 4）显示装置 显示分析获得的结果。一般有模拟信号和数字信号或屏幕显示，有的于微机联用并配有打印机。 5）整机自动控制系统 控制各部分自动协调工作，如每个分析周期的进行自动调零、校准、采样分析、显示等循环。 工业分析仪表概述 4、成分分析仪器的主要性能指标 灵敏度、精度、重复性、噪音、线性范围、选择性、分辨率、响应时间，除选择性和分辨率外，与其他仪器相似。 选择性和分辨率是表示仪器区分特征相近组分的能力，选择性一般用于单组份仪器，分辨率多用于多组分分析。 工业分析仪表内容 一、热导式气体分析器 二、氧分析器 三、湿度的自动测量 四、密度的自动测量 工业分析仪表一、热导式气体分析器 物理式气体分析器，能分析混合物中某个组分的含量，如N2、H2、O2、CO2，CO、SO2、H2O气体的含量，原理简单，可作为单独分析器，也可以构成一个组分分析的变送器而形成自动调节系统，实现过程的自动调节。 热导式检测器也被广泛用于色谱分析仪器中。 工业分析仪表一、热导式气体分析器 1、分析原理 同一物体存在温差，或不同流体相接触式存在温差，就会产生从高温向低温低温的传热。不同物质的导热能力不同，可以定量的表述，也可将多种物质的混合导热能力加以数学描述。 工业分析仪表一、热导式气体分析器 2、检测器工作原理 热导池：将混合气体的热导率用电阻值的变化表现出来的检测元件。 热导池中的电阻丝（铂丝、热丝）通以恒定电流，产生一定的温度，气体流过热导池时会带走一部分热量（气体自身量很小，吸收热可忽略），当热量通过气体传递到器壁（热导池具有恒温装置），达到热平衡后，电阻丝的阻值达到恒。这就完成了导热性到电流的变化的测定。 工业分析仪表一、热导式气体分析器 注意事项： 1）电阻丝散热方式：气体的热传导、气体的对流散热、电阻丝的热辐射、电阻丝轴向连接体的热传导散热。 2）散热尽量要小，所以气室直径一般4~7mm，有恒流装置，减小测量的波动。 3）为了减小电阻丝轴向连接体的热传导散热，一般热丝长径比为2000~3000。 热导池的结构要点： 1）热丝的传热尽可能为热传导散热，可保证组分含量和测量信号的线性关系； 2）信号滞后要小。 工业分析仪表一、热导式气体分析器 结构原理 1）直通式：反应快，滞后小，波动大，常用于仪器 2）对流式：气体流量影响小，信号滞后较大，生产中应用较少 3）扩散式：反应慢，滞后大，多用于轻质气体，波动小 4）对流扩散式：反应快，滞后小，波动小 工业分析仪表一、热导式气体分析器 气载式TCD检测器 用He或H2或N2等气体将混合气体中分离出的单质气体带入双热导检测器，对比传热特性从而测定气体含量。 结合化学法与气相色谱分离技术，可用于测定C、H、N、O、S等气体。 工业分析仪表一、热导式气体分析器 工业分析仪表二、氧分析器 可用于燃烧、氧化反应的氧比例的分析，调节气量，控制燃烧，节能环保。 物理分析法 磁氧分析器：热磁式、磁力机械式 电化学法 氧化锆分析器 工业分析仪表二、氧分析器 1、热磁式氧分析器 1）工作原理 气体的磁化性质：任何物质都具有一定的磁性，磁性大的物质易于被磁场吸引。所以可利用外加磁场对物质进行磁化。 M=kH M---磁化强度；k---物质磁化率；H---外磁场强度 磁化率：在外加磁场作用下物质的磁化强度。 （常见气体的相对磁化率） 工业分析仪表二、氧分析器 顺磁性气体 逆磁性气体 混合气体可按照加权平均法计算 除过一氧化氮、二氧化氮、空气外，其他气体的磁化率都比较低，所以适合与测量无一氧化氮的含氧混合气体。 虽然氧的磁化率很大，但其绝对值很小，难于直接测量，所以利用磁化率与其热力学关系进行测量。 工业分析仪表二、氧分析器 热磁对流：顺磁性气体在不均匀磁场中，当有温度波动时，会形成磁风，称为热磁对流。当气体的磁化率发生变化时，影响热磁对流。 （磁风形成示意图） 左端的含氧气体流过时，