文解析(xi)氣(qi)體分(fen)析儀(yi)原(yuan)理(li)

測(ce)量氣(qi)體成(cheng)分(fen)的程分(fen)析儀(yi)表。在很(hen)多(duo)過(guo)程中，別是(shi)在存在化(hua)學反(fan)應的(de)過(guo)程中，僅(jin)僅(jin)根據溫(wen)度(du)、壓(ya)力、量等(deng)物(wu)理參(can)數行自(zi)動控制常常(chang)是不夠(gou)的(de)。由於(yu)被分(fen)析氣(qi)體的千(qian)差(cha)別和分(fen)析原(yuan)理(li)的(de)多(duo)種(zhong)多(duo)樣，氣(qi)體分(fen)析儀(yi)的(de)種類繁多(duo)。常(chang)用(yong)的有(you)熱(re)導式(shi)氣(qi)體分(fen)析儀(yi)、電(dian)化(hua)學式(shi)氣(qi)體分(fen)析儀(yi)和紅(hong)外線吸(xi)收式(shi)分(fen)析儀(yi)等(deng)。

原(yuan)理(li)

主(zhu)要(yao)利用(yong)氣體傳感(gan)器(qi)來(lai)檢測(ce)環(huan)境中存在的(de)氣體種類，氣(qi)體傳感(gan)器(qi)是用(yong)來(lai)檢測(ce)氣(qi)體的成(cheng)份和含(han)量的(de)傳(chuan)感器(qi)。般認為，氣體傳感(gan)器(qi)的定義(yi)是以檢測(ce)目(mu)標為分(fen)類基(ji)礎(chu)的(de)，也就是(shi)說(shuo)，凡是(shi)用(yong)於(yu)檢測(ce)氣(qi)體成(cheng)份和濃(nong)度(du)的傳(chuan)感器(qi)都稱作氣體傳感(gan)器(qi)，不管(guan)它(ta)是用(yong)物理(li)方法，還是用(yong)化(hua)學方(fang)法。比如，檢測(ce)氣(qi)體量的(de)傳(chuan)感器(qi)不被(bei)看(kan)作氣體傳感(gan)器(qi)，但(dan)是(shi)熱(re)導式(shi)氣(qi)體分(fen)析儀(yi)卻(que)屬(shu)於(yu)重要(yao)的氣體傳感(gan)器(qi)，盡管(guan)它(ta)們(men)有(you)時(shi)使(shi)用(yong)大體致(zhi)的(de)檢測(ce)原(yuan)理(li)。

種(zhong)類

熱(re)導式(shi)

種(zhong)物(wu)理類的(de)氣(qi)體分(fen)析儀(yi)表。它根據不同氣體具(ju)有(you)不同熱(re)傳導能力的(de)原(yuan)理(li)，通(tong)過測定(ding)混合氣體導熱(re)系數來(lai)推算(suan)其(qi)中某些組(zu)分(fen)的含(han)量。這(zhe)種(zhong)分(fen)析儀(yi)表簡(jian)單(dan)可(ke)靠(kao),適(shi)用(yong)的氣(qi)體種類較(jiao)多(duo),是(shi)種(zhong)基(ji)本的(de)分(fen)析儀(yi)表。但(dan)直(zhi)接測(ce)量氣(qi)體的導熱(re)系數困難，所(suo)以實際(ji)上常(chang)把氣體導熱(re)系數的變(bian)化(hua)轉換為電(dian)阻的(de)變(bian)化(hua)，再(zai)用(yong)電(dian)橋(qiao)來(lai)測定(ding)。熱(re)導式(shi)氣(qi)體分(fen)析儀(yi)的(de)熱(re)敏元(yuan)件(jian)主(zhu)要(yao)有(you)半(ban)導體敏感(gan)元(yuan)件(jian)和金(jin)屬(shu)電(dian)阻絲(si)兩類。半(ban)導體敏感(gan)元(yuan)件(jian)體積小、熱(re)慣性小(xiao)，電(dian)阻溫(wen)度(du)系數大,所(suo)以靈(ling)敏(min)度(du),時間(jian)滯(zhi)後小。在鉑(bo)線圈(quan)上燒結珠形(xing)金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)物作(zuo)為敏感(gan)元(yuan)件(jian)，再(zai)在內(nei)電(dian)阻、發熱(re)量均(jun)相等的(de)同樣鉑(bo)線圈(quan)上繞(rao)結對氣(qi)體無(wu)反應的(de)材料(liao)作(zuo)為補償(chang)用(yong)元(yuan)件(jian)。這兩種(zhong)元(yuan)件(jian)作為兩臂(bi)構(gou)成(cheng)電(dian)橋(qiao)電(dian)路(lu)，即(ji)是測(ce)量回(hui)路(lu)。半(ban)導體金屬(shu)氧(yang)化(hua)物敏(min)感(gan)元(yuan)件(jian)吸(xi)附(fu)被測(ce)氣(qi)體時，電(dian)導率(lv)和熱(re)導率(lv)即(ji)發生變(bian)化(hua)，元(yuan)件(jian)的散熱(re)狀(zhuang)態也隨之(zhi)變(bian)化(hua)。元(yuan)件(jian)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)使(shi)鉑(bo)線圈(quan)的(de)電(dian)阻變(bian)化(hua)，電(dian)橋(qiao)遂(sui)有(you)不平(ping)衡電(dian)壓(ya)輸出，據此可檢測(ce)氣(qi)體的濃(nong)度(du)。熱(re)導式(shi)氣(qi)體分(fen)析儀(yi)的(de)應用(yong)範圍很(hen)廣(guang)，除(chu)通(tong)常用(yong)來(lai)分(fen)析氫(qing)氣、氨(an)氣(qi)、二氧化(hua)碳、二氧化(hua)硫(liu)和低(di)濃(nong)度(du)可燃(ran)性氣(qi)體含(han)量外，還可作(zuo)為色譜分(fen)析儀(yi)中的(de)檢測(ce)器(qi)用(yong)以分(fen)析其(qi)他成(cheng)分(fen)。

熱(re)磁式(shi)

熱(re)磁式(shi)氧(yang)分(fen)析儀(yi)

其(qi)原(yuan)理(li)是(shi)利用(yong)煙氣(qi)組(zu)分(fen)中氧(yang)氣(qi)的磁(ci)化(hua)率(lv)別這(zhe)物理(li)性來(lai)測定(ding)煙氣(qi)中含(han)氧量。氧(yang)氣(qi)為順磁(ci)性氣(qi)體(氣體能被磁(ci)場(chang)所吸(xi)引的稱為順磁(ci)性氣(qi)體)，在不均(jun)勻(yun)磁(ci)場(chang)中受(shou)到吸(xi)引而向磁場(chang)較強(qiang)處(chu)。在該(gai)處(chu)設有(you)加熱(re)絲，使(shi)此處(chu)氧的(de)溫(wen)度(du)升而磁化(hua)率(lv)下(xia)降，因而磁場(chang)吸(xi)引力減(jian)小，受(shou)後(hou)面(mian)磁(ci)化(hua)率(lv)較(jiao)的未(wei)被(bei)加熱(re)的氧(yang)氣分(fen)子(zi)推擠(ji)而排(pai)出磁場(chang)，由此成(cheng)"熱(re)磁對"或(huo)"磁(ci)風(feng)"現象(xiang)。在定(ding)的氣樣壓(ya)力、溫(wen)度(du)和量下(xia)，通(tong)過測(ce)量磁(ci)風(feng)大(da)小就可測(ce)得(de)氣樣中氧(yang)氣(qi)含(han)量。由(you)於(yu)熱(re)敏元(yuan)件(jian)(鉑(bo)絲)既(ji)作為不平(ping)衡電(dian)橋(qiao)的兩個(ge)橋(qiao)臂電(dian)阻，又作(zuo)為加熱(re)電(dian)阻絲(si)，在磁(ci)風(feng)的(de)作用(yong)下出現溫(wen)度(du)梯度(du)，即(ji)氣側(ce)橋(qiao)臂的(de)溫(wen)度(du)低於(yu)出氣側(ce)橋(qiao)臂的(de)溫(wen)度(du)。不平(ping)衡電(dian)橋(qiao)將隨著氣樣中氧(yang)氣(qi)含(han)量的(de)不同，輸出相應的(de)電(dian)壓(ya)值(zhi)。

熱(re)磁式(shi)氧(yang)分(fen)析儀(yi)具(ju)有(you)結構簡(jian)單(dan)、便(bian)於(yu)制和調(tiao)整等優(you)點。

電(dian)化(hua)學式(shi)

種(zhong)化(hua)學類的(de)氣(qi)體分(fen)析儀(yi)表。它根據化(hua)學反(fan)應所(suo)引起的(de)離子(zi)量的(de)變(bian)化(hua)或電(dian)變(bian)化(hua)來(lai)測量氣(qi)體成(cheng)分(fen)。為了(le)提選擇(ze)性，防(fang)止(zhi)測量電(dian)表面沾(zhan)汙(wu)和保(bao)持(chi)電(dian)解液(ye)性能，般采用(yong)隔膜(mo)結構。常(chang)用(yong)的電(dian)化(hua)學式(shi)分(fen)析儀(yi)有(you)定(ding)電(dian)位(wei)電(dian)解式(shi)和伽(jia)伐尼(ni)電(dian)池式(shi)兩種(zhong)。定(ding)電(dian)位(wei)電(dian)解式(shi)分(fen)析儀(yi)的(de)作原(yuan)理(li)是(shi)在電(dian)上施(shi)加定電(dian)位(wei)，被測(ce)氣(qi)體在電(dian)表面就產生(sheng)電(dian)解作(zuo)用(yong)，只(zhi)要(yao)測量加在電(dian)上的(de)電(dian)位(wei)，即(ji)可確定(ding)被(bei)測氣(qi)體有(you)的(de)電(dian)解電(dian)位(wei)，從而使(shi)儀(yi)表具(ju)有(you)選(xuan)擇(ze)識別被(bei)測氣(qi)體的能力。伽(jia)伐尼(ni)電(dian)池式(shi)分(fen)析儀(yi)是(shi)將透過隔膜(mo)而擴散到電(dian)解液(ye)中的(de)被(bei)測氣(qi)體電(dian)解，測(ce)量所(suo)形(xing)成(cheng)的電(dian)解電(dian)，就能確定(ding)被(bei)測氣(qi)體的濃(nong)度(du)。通過(guo)選擇(ze)不同的電(dian)材料(liao)和電(dian)解液(ye)來(lai)改(gai)變(bian)電(dian)表面的內電(dian)壓(ya)從而實現對具(ju)有(you)不同電(dian)解電(dian)位(wei)的氣(qi)體的選(xuan)擇(ze)性。