淺析氣體分(fēn)析(xī)儀(yí)的各種分析(xī)原理(lǐ) 

測量(liáng)氣(qì)體分析儀(yí)的流程(chéng)分(fēn)析(xī)儀表(biǎo)。在很多(duō)生產過程中，特(tè)別是在(zài)存(cún)在化(huà)學反(fǎn)應(yīng)的(dí)生產過程(chéng)中，僅(jǐn)僅根據(jù)溫度，壓(yā)力(lì)，流(liú)量等(děng)物理參(cān)數進(jìn)行自動控(kòng)製常(cháng)常是不夠的(dí)。例如(rú)，在合(hé)成氨生產(chǎn)中，僅控製(zhì)合成塔的溫(wēn)度(dù)，壓力(lì)，流(liú)量(liáng)並(bìng)不能保(bǎo)證zui高的合成率，必(bì)須同時分(fēn)析(xī)進氣(qì)的(dí)化學成分，控製氫(qīng)氣和氮氣的*比例，才能獲得較高的生產率(shuài)。又如(rú)在鍋爐的燃(rán)燒(shāo)控製中(zhōng)除(chú)需控製燃(rán)料與助燃空(kōng)氣(qì)的(dí)比(bǐ)例(lì)外，還必(bì)須在綫(xiàn)分析煙道(dào)的化(huà)學(xué)成(chéng)分，據此改變助燃(rán)空氣的供(gōng)給(gěi)量(liáng)，使(shǐ)爐(lú)子獲(huò)得(dé)zui高(gāo)的熱(rè)效(xiào)率。此(cǐ)外，在排(pái)出有害氣(qì)體(tǐ)的(dí)工廠中(zhōng)，也(yě)必(bì)須采用(yòng)氣體分析儀(yí)對有害氣體進行(háng)連(lián)續(xù)監(jiān)視(shì)，以(yǐ)防止危害(hài)工人健康或(huò)汙染環境(jìng)或(huò)引起爆炸(zhà)等(děng)惡(è)性事故。由於(yú)被分析氣體(tǐ)的(dí)千差(chà)萬別(bié)和分(fēn)析(xī)原(yuán)理的多(duō)種多樣(yàng)，氣體(tǐ)分(fēn)析儀(yí)的(dí)種(zhǒng)類繁多。常用的有(yǒu)熱導式(shì)氣(qì)體分(fēn)析(xī)儀，電(diàn)化學式氣(qì)體(tǐ)分(fēn)析儀(yí)和紅(hóng)外綫(xiàn)吸(xī)收(shōu)式(shì)分析儀(yí)等。

　　1，熱(rè)導式氣體分(fēn)析儀(yí)

　　一種(zhǒng)物理類的(dí)氣體(tǐ)分(fēn)析儀表(biǎo)。它根據(jù)不同氣體(tǐ)具有不(bù)同熱(rè)傳導能(néng)力的原(yuán)理(lǐ)，通過(guò)測定混合(hé)氣體導熱係數來推算(suàn)其中(zhōng)某(mǒu)些(xiē)組分(fēn)的(dí)含(hán)量。這(zhè)種分析(xī)儀(yí)表簡(jiǎn)單可靠,適(shì)用(yòng)的氣體種(zhǒng)類(lèi)較多(duō),是一種(zhǒng)基(jī)本的(dí)分析儀(yí)表(biǎo)。但直接測量氣體的導熱係(xì)數比(bǐ)較困難(nán)，所以(yǐ)實(shí)際上常(cháng)把氣體(tǐ)導(dǎo)熱係數(shù)的變化(huà)轉換為電(diàn)阻的(dí)變化，再用(yòng)電橋來測(cè)定。熱導式氣體分析儀(yí)的熱(rè)敏元件主要有半(bàn)導體敏(mǐn)感元件和(hé)金屬(shǔ)電(diàn)阻絲(sī)兩類。半(bàn)導體(tǐ)敏感(gǎn)元(yuán)件(jiàn)體(tǐ)積小，熱慣性小(xiǎo)，電阻溫度係(xì)數大,所(suǒ)以靈(líng)敏度(dù)高,時間滯(zhì)後小。在鉑綫(xiàn)圈上燒結珠形金屬(shǔ)氧(yǎng)化物(wù)作(zuò)為敏(mǐn)感元件，再在內(nèi)電(diàn)阻(zǔ)，發熱量均相等的同(tóng)樣鉑綫圈(quān)上繞結對氣體無(wú)反應的(dí)材料(liào)作為補償(cháng)用元(yuán)件(圖1)。這兩種元件(jiàn)作(zuò)為(wéi)兩臂構成電橋電路，即(jí)是(shì)測(cè)量(liáng)回路(lù)。半導體金屬氧化物(wù)敏感元(yuán)件吸附(fù)被測氣體時(shí)，電導率和熱(rè)導(dǎo)率(shuài)即(jí)發(fā)生變(biàn)化，元(yuán)件(jiàn)的(dí)散熱狀態(tài)也隨之變(biàn)化(huà)。元(yuán)件(jiàn)溫(wēn)度(dù)變化使鉑綫圈(quān)的電阻(zǔ)變化，電橋遂有一不平(píng)衡(héng)電(diàn)壓輸出，據此可檢(jiǎn)測氣(qì)體(tǐ)的濃度。熱(rè)導式(shì)氣(qì)體(tǐ)分析(xī)儀的(dí)應(yīng)用範圍很(hěn)廣，除通常用來分(fēn)析氫氣(qì)，氨氣，二氧化(huà)碳(tàn)，二(èr)氧化硫和(hé)低濃度(dù)可燃性氣體含量外(wài)，還可(kě)作為色譜分(fēn)析儀中的檢(jiǎn)測(cè)器(qì)用以分(fēn)析其他(tā)成分。

　　2，電(diàn)化(huà)學式(shì)氣體分析(xī)儀

　　一種化(huà)學類(lèi)的(dí)氣(qì)體分析(xī)儀表。它(tā)根據化學反(fǎn)應(yīng)所引起的(dí)離(lí)子量的(dí)變(biàn)化或電(diàn)流變化(huà)來(lái)測量氣體成(chéng)分。為(wéi)了(liǎo)提(tí)高選(xuǎn)擇性，防(fáng)止測(cè)量電(diàn)極(jí)表(biǎo)麵沾(zhān)汙和保(bǎo)持(chí)電(diàn)解(jiě)液，一(yī)般采用隔膜(mó)結構。常(cháng)用的(dí)電(diàn)化學(xué)式分析儀有定電(diàn)位(wèi)電解式和伽伐(fá)尼電(diàn)池式兩(liǎng)種。定電(diàn)位電(diàn)解(jiě)式分析(xī)儀(yí)(圖(tú)2)的工作(zuò)原理(lǐ)是(shì)在(zài)電極上施加特定(dìng)電位，被(bèi)測氣體在(zài)電極(jí)表(biǎo)麵就產(chǎn)生電(diàn)解作用，隻(zhī)要測量(liáng)加在電極(jí)上(shàng)的電位(wèi)，即可確定被測氣體*的電解電位(wèi)，從而使儀表具有選(xuǎn)擇(zé)識別(bié)被(bèi)測(cè)氣體(tǐ)的能力。伽伐(fá)尼(ní)電池式(shì)分(fēn)析儀(yí)(圖(tú)3)是(shì)將(jiāng)透(tòu)過隔膜而擴散到(dào)電解(jiě)液(yè)中的(dí)被測(cè)氣體電解，測量(liáng)所形成的電(diàn)解(jiě)電(diàn)流(liú)，就(jiù)能確(què)定被測(cè)氣(qì)體(tǐ)的濃度(dù)。通過(guò)選(xuǎn)擇不(bù)同(tóng)的電(diàn)極材料(liào)和電解液來改(gǎi)變電(diàn)極(jí)表麵(miàn)的內部(bù)電(diàn)壓(yā)從而實現對(duì)具有不(bù)同電解電位的(dí)氣體的選擇性。

　　3，紅外(wài)綫(xiàn)吸收式分析儀

　　根據(jù)不同(tóng)組分氣體(tǐ)對不同(tóng)波(bō)長的(dí)紅外(wài)綫具(jù)有選擇(zé)性吸(xī)收(shōu)的特性(xìng)而工作的分析儀表。測量(liáng)這(zhè)種(zhǒng)吸(xī)收(shōu)光譜(pǔ)可判(pàn)別出氣體的種(zhǒng)類(lèi);測(cè)量吸收(shōu)強(qiáng)度可(kě)確定被測(cè)氣(qì)體的(dí)濃(nóng)度(dù)。紅(hóng)外綫(xiàn)分析儀(yí)的(dí)使(shǐ)用(yòng)範(fàn)圍寬(kuān)，不(bù)僅(jǐn)可(kě)分(fēn)析氣(qì)體(tǐ)成分，也可分析(xī)溶(róng)液(yè)成(chéng)分，且(qiě)靈敏度(dù)較(jiào)高，反(fǎn)應迅(xùn)速(sù),能在綫連續(xù)指示,也可組成調(tiáo)節(jié)係(xì)統。工(gōng)業(yè)上(shàng)常用(yòng)的紅外綫氣(qì)體(tǐ)分析儀的(dí)檢測(cè)部分由兩(liǎng)個(gè)並(bìng)列(liè)的結構相(xiāng)同(tóng)的(dí)光學係統組(zǔ)成。

　　一(yī)個(gè)是測(cè)量(liáng)室，一個(gè)是(shì)參比(bǐ)室。兩(liǎng)室(shì)通(tōng)過(guò)切(qiē)光(guāng)板以一定(dìng)周期(qī)同(tóng)時或交(jiāo)替開閉(bì)光路(lù)。在測(cè)量(liáng)室中導入(rù)被(bèi)測(cè)氣體後，具(jù)有被測(cè)氣(qì)體*波長(cháng)的光被吸收(shōu)，從(cóng)而使(shǐ)透過測量(liáng)室這一(yī)光路而進入紅外(wài)綫接收(shōu)氣室的光(guāng)通量(liáng)減少。氣(qì)體濃(nóng)度(dù)越(yuè)高，進入(rù)到(dào)紅(hóng)外綫接收(shōu)氣室的(dí)光通量就越(yuè)少;而(ér)透過(guò)參(cān)比(bǐ)室(shì)的(dí)光通量是一(yī)定(dìng)的，進入(rù)到紅外(wài)綫接(jiē)收(shōu)氣(qì)室(shì)的(dí)光(guāng)通量也一(yī)定。因(yīn)此，被測氣(qì)體(tǐ)濃度越高(gāo)，透(tòu)過(guò)測(cè)量室和參比室(shì)的(dí)光通(tōng)量差(chà)值就越(yuè)大(dà)。這(zhè)個光通(tōng)量差(chà)值是(shì)以(yǐ)一(yī)定周(zhōu)期振(zhèn)動的振(zhèn)幅投射到(dào)紅外(wài)綫接(jiē)收(shōu)氣(qì)室的。接(jiē)收(shōu)氣(qì)室(shì)用幾(jī)微米(mǐ)厚的金(jīn)屬(shǔ)薄膜分隔為兩半(bàn)部(bù)，室(shì)內封有(yǒu)濃(nóng)度較(jiào)大(dà)的被測組分(fēn)氣(qì)體，在吸收波長(cháng)範圍內(nèi)能將射入(rù)的紅(hóng)外(wài)綫(xiàn)全(quán)部吸收，從(cóng)而(ér)使(shǐ)脈動(dòng)的(dí)光(guāng)通(tōng)量(liáng)變(biàn)為(wéi)溫度(dù)的周期變化，再(zài)可(kě)根據氣態方(fāng)程(chéng)使溫(wēn)度的(dí)變化轉(zhuǎn)換為(wéi)壓(yā)力的變化(huà)，然後用電容式(shì)傳感器(qì)來(lái)檢測(cè)，經過放大處(chǔ)理(lǐ)後指(zhǐ)示(shì)出(chū)被測(cè)氣(qì)體(tǐ)濃度。除用電容式(shì)傳感器外(wài)，也可(kě)用(yòng)直接(jiē)檢測紅外綫(xiàn)的量子式紅(hóng)外綫(xiàn)傳感器(qì)，並采用紅外(wài)幹涉濾(lǜ)光片進行波長(cháng)選(xuǎn)擇(zé)和(hé)配以可調激(jī)光器(qì)作光(guāng)源，形(xíng)成(chéng)一種嶄全(quán)固體式紅外氣(qì)體(tǐ)分(fēn)析(xī)儀。這種(zhǒng)分析儀(yí)隻(zhī)用(yòng)一個(gè)光源，一個(gè)測量室(shì)，一個(gè)紅(hóng)外綫(xiàn)傳感器(qì)就(jiù)能完成(chéng)氣(qì)體濃度(dù)的測量(liáng)。此外，若采(cǎi)用裝(zhuāng)有(yǒu)多個不同(tóng)波長(cháng)的(dí)濾光(guāng)盤，則能(néng)同(tóng)時(shí)分(fēn)別(bié)測定多組分(fēn)氣體(tǐ)中的各種(zhǒng)氣體(tǐ)的濃(nóng)度。