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氣體分析儀的類型有哪些

發布時間：

2024-02-03

一種物理類的氣體分析儀表，它是根據不同氣體的熱導率不同的原理，通過測量混合氣體的熱導率來計算某些成分的含量；這種分析儀器簡單可靠，適用于多種氣體。

　　一、熱導式

　　一種物理類的氣體分析儀表，它是根據不同氣體的熱導率不同的原理，通過測量混合氣體的熱導率來計算某些成分的含量；這種分析儀器簡單可靠，適用于多種氣體。它是一種基本的分析儀器。但是，直接測量氣體的熱導率是很困難的，所以實際上往往是將氣體熱導率的變化轉化為電阻的變化，然后通過電橋來測量。熱導式氣體分析儀的熱敏元件主要包括半導體敏感元件和金屬電阻絲。半導體敏感元件體積小，熱慣性小，電阻溫度系數大，因此靈敏度高，時滯小。將珠狀金屬氧化物燒結在鉑線圈上作為敏感元件，然后在相同的內阻和發熱量的鉑線圈上纏繞不與氣體發生反應的材料作為補償元件。這兩個元件組成一個橋式電路作為兩個臂，即一個測量回路。當半導體金屬氧化物敏感元件吸附被測氣體時，電導率和熱導率會發生變化，元件的散熱狀態也會發生變化。元件的溫度變化使鉑線圈的電阻發生變化，電橋產生不平衡電壓輸出，可以檢測氣體的濃度。熱導氣體分析儀具有廣泛的應用。除了通常分析氫氣、氨氣、二氧化碳、二氧化硫和低濃度可燃氣體外，還可以在色譜分析儀中作為檢測器，分析其他成分。

　　二、熱磁式

　　其原理是利用煙氣組分中氧氣的磁化率特別高這一物理特性來測定煙氣中含氧量;氧氣是一種順磁性氣體(能被磁場吸引的氣體稱為順磁性氣體)，在不均勻的磁場中被吸引，流向有強磁場的地方。這里有一根電熱絲，使氧氣的溫度升高，磁化率降低，從而使磁場的吸引力降低，推動未加熱的磁化率較高的氧分子釋放磁場，產生“熱磁對流”或“磁風”現象。在一定的氣樣壓力、溫度和流量下，通過測量磁風的大小可以測量出氣樣中的氧含量。由于熱敏元件(鉑絲)既作為不平衡橋的兩個橋臂電阻，又作為加熱電阻絲，在磁風的作用下產生溫度梯度，即進氣側橋臂的溫度低于排氣側橋。手臂溫度。不平衡電橋會根據氣樣中的氧含量輸出相應的電壓值。該熱磁氧分析儀結構簡單，易于制造和調整。

　　三、電化學式

　　一種化學類的。它根據化學反應所引起的離子量的變化或電流變化來測量氣體成分，為了提高選擇性，防止測量電極表面沾污和保持電解液性能，一般采用隔膜結構。常用的電化學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，被測氣體在電極表面就產生電解作用，只要測量加在電極上的電位，即可確定被測氣體特有的電解電位，從而使儀表具有選擇識別被測氣體的能力。伽伐尼電池式分析儀是將透過隔膜而擴散到電解液中的被測氣體電解，測量所形成的電解電流，就能確定被測氣體的濃度。通過選擇不同的電極材料和電解液來改變電極表面的內部電壓從而實現對具有不同電解電位的氣體的選擇性。

　　四、紅外線吸收式

　　它是根據不同成分氣體對不同波長紅外線的選擇性吸收而工作的分析儀表，測量這個吸收光譜可以識別氣體的類型;測量吸收強度可以確定被測氣體的濃度。紅外分析儀用途廣泛，不僅可以分析氣體成分，還可以分析溶液成分，靈敏度高，響應快，連續在線指示，還可以組成調節系統。工業上常用的檢測部分由兩個結構相同的平行光學系統組成。一個是測量室，另一個是參考室。兩個腔室通過光切斷板同時或在一定周期內交替打開和關閉光路。待測氣體引入測量室后，被測氣體特有波長的光被吸收，從而減少了通過測量室光路進入紅外接收氣室的光通量.氣體濃度越高，進入紅外接收室的光通量越少;而通過參考室的光通量是恒定的，進入紅外接收室的光通量也是恒定的。因此，被測氣體的濃度越高，通過測量室和參比室的光通量差異越大。這種光通量差異以一定周期振動的幅度投射到紅外接收氣囊上。接收氣室被幾微米厚的金屬膜分成兩半，被測成分的氣體被密封在室內，可吸收吸收波長范圍內的所有入射紅外線，使脈動的光通量變成溫度的周期性變化，可以根據氣體狀態方程轉換成壓力變化，然后通過電容傳感器檢測，放大后指示被測氣體的濃度。除電容式傳感器外，還可以采用直接檢測紅外線的量子紅外傳感器，采用紅外干涉濾光片進行波長選擇，并以可調諧激光器為光源，組成新型全固態紅外氣體分析儀.該分析儀只需要一個光源、一個測量室和一個紅外傳感器即可完成氣體濃度的測量。此外，如果使用多個不同波長的濾光片，可以同時測量多組分氣體中各氣體的濃度。與紅外分析儀原理類似，還有紫外分析儀、光電比色分析儀等，在工業上也有廣泛的應用。

　　五、非分散紅外分析

　　非分散紅外氣體分析儀同時采用窄帶濾光片和氣體過濾相關法兩種非色散光譜分析技術結合，適合于氣體不同的測量范圍要求。過濾相關法能夠測量低量程氣體并有效避免交叉干擾，這種獨特技術能消除弱吸收氣體如CO和高吸收氣體CO2交叉干擾。熱源發出的紅外光被旋轉過濾器過濾，導致系列脈沖信號直接通過包含樣本氣體的單元，當過濾器輪旋轉時固態檢測器反映出信號變化并將信號放大輸出以及顯示。

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