氣體分析儀器是測(cè)量氣體成分的流程分析儀表。在很多生產(chǎn)過(guò)程中,特別是在存在化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過(guò)程中,僅僅根據(jù)溫度、壓力、流量等物理參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制常常是不夠的。由于被分析氣體的千差萬(wàn)別和分析原理的多種多樣,氣體分析儀器的種類繁多。常用的有熱導(dǎo)式氣體分析儀器、電化學(xué)式氣體分析儀器和紅外線吸收式分析儀等。
電化學(xué)式氣體分析儀器
一種化學(xué)類的氣體分析儀器表。它根據(jù)化學(xué)反應(yīng)所引起的離子量的變化或電流變化來(lái)測(cè)量氣體成分。為了提高選擇性,防止測(cè)量電極表面沾污和保持電解液性能,一般采用隔膜結(jié)構(gòu)。常用的電化學(xué)式分析儀有定電位電解式和伽伐尼電池式兩種。定電位電解式分析儀的工作原理是在電極上施加特定電位,被測(cè)氣體在電極表面就產(chǎn)生電解作用,只要測(cè)量加在電極上的電位,即可確定被測(cè)氣體*的電解電位,從而使儀表具有選擇識(shí)別被測(cè)氣體的能力。伽伐尼電池式分析儀是將透過(guò)隔膜而擴(kuò)散到電解液中的被測(cè)氣體電解,測(cè)量所形成的電解電流,就能確定被測(cè)氣體的濃度。通過(guò)選擇不同的電極材料和電解液來(lái)改變電極表面的內(nèi)部電壓從而實(shí)現(xiàn)對(duì)具有不同電解電位的氣體的選擇性。
紅外線吸收式分析儀
根據(jù)不同組分氣體對(duì)不同波長(zhǎng)的紅外線具有選擇性吸收的特性而工作的分析儀表。測(cè)量這種吸收光譜可判別出氣體的種類;測(cè)量吸收強(qiáng)度可確定被測(cè)氣體的濃度。紅外線分析儀的使用范圍寬,不僅可分析氣體成分,也可分析溶液成分,且靈敏度較高,反應(yīng)迅速,能在線連續(xù)指示,也可組成調(diào)節(jié)系統(tǒng)。工業(yè)上常用的紅外線氣體分析儀器的檢測(cè)部分由兩個(gè)并列的結(jié)構(gòu)相同的光學(xué)系統(tǒng)組成。
紫外UV氣體分析儀的原理
紫外UV氣體分析儀是可見(jiàn)分光光度計(jì)中的一種,其分析方法屬于紫外吸收光譜法,工作原理基于朗伯一比耳定律。朗伯一比耳定律A=lg(1/T)=Kbc
其中,A為吸光度;T為透射比,是透射光強(qiáng)度比上入射光強(qiáng)度K為摩爾吸收系數(shù),它與吸收物質(zhì)的性質(zhì)及入射光的波長(zhǎng)λ有關(guān);c為吸光物質(zhì)的濃度;b為吸收層厚度;當(dāng)光源、波長(zhǎng)和樣品池厚度確定后,它們就成了常數(shù)。這時(shí)透過(guò)樣品的光強(qiáng)度僅與樣品中待測(cè)組分的濃度有關(guān)。紫外線氣體分析儀就是根據(jù)這一原理工作的。
熱導(dǎo)式氣體分析儀基本原理
熱導(dǎo)式氣體分析儀是一種物理類的氣體分析儀表。它根據(jù)不同氣體具有不同的熱傳導(dǎo)能力的原理,通過(guò)測(cè)定混合氣體熱導(dǎo)系數(shù)來(lái)推算其中某些組分的含量。
優(yōu)點(diǎn):熱導(dǎo)式分析儀器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、價(jià)廉、技術(shù)上較為成熟。適用的氣體種類較多,是一種基本的分析儀表
缺點(diǎn):熱導(dǎo)式分析儀器對(duì)氣體的壓力波動(dòng)、流量波動(dòng)十分敏感,介質(zhì)中水汽、顆粒等雜質(zhì)對(duì)測(cè)量影響較大,所以必須安裝復(fù)雜的采樣預(yù)處理系統(tǒng)。
DLAS激光原理
激光吸收光譜技術(shù)的簡(jiǎn)稱。DLAS技術(shù)本質(zhì)上是一種光譜吸收技術(shù),通過(guò)分析激光被氣體的選擇性吸收來(lái)獲得氣體的濃度。
它與傳統(tǒng)紅外光譜吸收技術(shù)的不同之處在于,半導(dǎo)體激光光譜寬度遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬。因此,DLAS技術(shù)是一種高分辨率的光譜吸收技術(shù),半導(dǎo)體激光穿過(guò)被測(cè)氣體的光強(qiáng)衰減可用朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律表述式得出,關(guān)系式表明氣體濃度越高,對(duì)光的衰減也越大。因此,可通過(guò)測(cè)量氣體對(duì)激光的衰減來(lái)測(cè)量氣體的濃度。
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