过程检测仪表第二版课件教学课件 ppt 作者 王永红 主编6自动成分分析仪表.ppt

第六章  自动成分分析仪表 一、概述 二、热导式气体分析仪 三、氧化锆氧分析仪 四、红外线气体分析仪 五、工业气相色谱仪 六、工业pH计 七、工业电导仪 第一节 概述 一、作用及特点 （一）自动分析仪表的作用 1.工艺监督 2.安全生产 3.节约能源 4.污染检测 （二）自动分析仪表的特点 1.自动分析仪表的分析方法的研究比较困难，仪表结构较复杂。 2.机械加工要求高，电子元件要求严格。 3.仪表专用性强，品种多，批量小，价格高。 4.使用条件苛刻。 二、分类 按其工作原理，可分为： 电化学式分析仪表，如电导仪、酸度计、氧化锆氧分析仪。 热学式分析仪表，如热导式氢分析仪、可燃气体测爆仪。 磁学式分析仪表，如热磁式氧分析仪、磁力机械式氧分析仪。 光学式分析仪表，如红外线分析仪、光电比色式分析仪、分光光度计。 色谱式分析仪表：如气相色谱仪、液相色谱仪。 射线式分析仪表等。 三、组成 1、取样装置 2、预处理系统 3、传感器 4、信号处理系统 5、显示环节 6、整机自动控制系统 1、取样装置 任务： 待分析样品引入仪表，根据不同的对象和不同分析仪表的要求，有各种取样方式，如正压取样和负压取样。 要求： 定时、定量地从被测对象中取出有代表性的待分析样品，送到预处理系统。 2、预处理系统 任务：将生产过程中取出的待分析样品加以处理，以满足传感器对待分析样品的要求。包括稳压、升温、稳流、除尘、除水、清除待分析样品中的干扰组分和对仪表的有害物质等。 包含：各种化学或物理的处理设备。 注意：由于对待分析样品预处理的好坏，对分析仪表的分析准确性影响很大，必须引起足够的重视，要依据不同的工艺流程、不同的分析仪表，合理地设置预处理系统，以保证输送给传感器的样品符合技术要求。 3、传感器 任务： 它是分析仪表的核心部分。将被分析物质的成分或物质性质转换成电信号。不同分析仪表，不同的转换形式，也就有不同的传感器。一台分析仪表的技术性能，在很大程度上取决于传感器，因此，对于传感器的设计、使用和维护必须给予充分重视。 4、信号处理系统 任务：对传感器输出的微弱电信号进行放大、对数转换、模数转换、数学运算、线性补偿等信息处理工作，给出便于显示仪表显示的电信号。 四、主要性能指标 1.精度 2.再现性 3.灵敏度 4.稳定性 5.测量范围 6.可靠性 7.时间常数 五、发展趋势 广泛采用科学技术发展的新成就、新技术来制造新型工业分析仪表，以适应不同领域的需要。 不断提高工业分析仪表的技术性能，以实现成分量的自动控制系统。 进一步克服某一种仪表应用上的局限性，仪表间采用联用的方式，扩大分析范围和功能。 研制微量和超微量分析仪表。 建立鉴定工业分析仪表的质量标准，并规定其精度等级。 第二节 热导式气体分析仪 一、基本原理 （一）气体的导热系数 ●在热力学中物体的热传导速度是由导热系数来表示的。 ●导热系数大，表示物体导热速度快；导热系数小，表示物体导热速度慢。 ●导热系数用 表示，其数值与物质的组成、结构、宽度、温度以及压力等有关。 ●气体的相对导热系数是指各种气体的导热系数与相同条件下的空气的导热系数的比值。温度系数是指导热系数随温度变化的速度。 （一）气体的导热系数 ●混合气体的热导率可以近似地认为是各组分热导率的算术平均值，即： （二）热导分析法的使用条件 对于多组分的混合气体，如果被测组分的热导率为λ1，其余组分为背景组分，并假定它们的热导率近似等于λ2，则： 待测组分的导热系数与其余组分的导热系数要有明显的差别，即λ1》 λ2 。差别越大，测量越灵敏。 二、热导式气体分析仪的检测器 （一）检测器的工作原理 热导式气体分析仪是通过对混合气体的导热系数的测量来分析待测组分的含量。由于气体的导热系数很小，直接测量比较困难，所以热导式分析仪大多是把气体导热系数的变化转换成热敏电阻值的变化，通过对热敏电阻值进行测量，来反映出待测组分的体积百分含量。 通常把导热系数转换成电阻值的转换部件称为热导式气体分析仪的检测器，又称为热导池。 （二）检测器的结构 1.检测器的结构类型 检测器是热导式气体分析仪的核心部件，它决定分析仪的测量精度。 其结构有分流式、对流式、扩散式、对流扩散式四种。 2.检测器内电阻丝的支承方法 热导式气体分析仪，普遍采用裸体铂丝作为热敏电阻元件。 目前国内外生产地热导式气体分析仪中裸体铂丝的支承方法 有V字型、直线型、弓型三种。 三、热导式气体分析仪的测量电路 通过检测器的转换作