檢測技術(shù)及儀表 教學(xué)課件 作者 毛徐辛 等 第6章　成分及物性分析.ppt

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1、檢測技術(shù)及儀表主編毛徐辛第6章　成分及物性分析6.1　工業(yè)分析儀表概述6.2　熱導(dǎo)式氣體分析儀6.3　氧化鋯氧分析儀6.4　工業(yè)氣相色譜儀6.5　水分分析儀6.6　可燃?xì)怏w檢測報警器6.7　密度計6.8　實訓(xùn)——可燃?xì)怏w檢測器的應(yīng)用與調(diào)校6.1　工業(yè)分析儀表概述6.1.1　工業(yè)分析儀表的基本組成工業(yè)分析儀表一般由自動取樣裝置、預(yù)處理系統(tǒng)、檢測器、信號處理及顯示裝置、整機(jī)控制系統(tǒng)等組成。圖6-1　工業(yè)分析儀表組成框圖6.1　工業(yè)分析儀表概述6.1.2　工業(yè)分析儀表的分類(1)光學(xué)式分析儀表(2)電化學(xué)式分析儀表(3)色譜式分析儀表(4)熱學(xué)式分析

2、儀表(5)磁學(xué)式分析儀表6.1　工業(yè)分析儀表概述6.1.3　工業(yè)分析儀表的應(yīng)用(1)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督(2)工藝監(jiān)督(3)安全生產(chǎn)(4)節(jié)約能源(5)污染監(jiān)測6.2　熱導(dǎo)式氣體分析儀表6-1　常見氣體0℃時的導(dǎo)熱系數(shù)、相對導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)的溫度系數(shù)氣體名稱0℃時導(dǎo)熱系數(shù)/1W/m·K0℃時相對導(dǎo)熱系數(shù)0～100℃導(dǎo)熱系數(shù)的溫度系數(shù)/1/K空氣2．431．000．0028H217．337．130．0027N22．420．9960．0028O22．451．0130．0028Ar1．630．6840．0030NH32．170．890．0048CO2．35

3、0．960．0028CO21．460．6050．00486.2.1　熱導(dǎo)分析原理1.氣體的導(dǎo)熱系數(shù)2.混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù)3.熱導(dǎo)分析原理的應(yīng)用條件1)混合氣體中除待測組分外，其余各組分的導(dǎo)熱系數(shù)必須相同或十分接近。2)待測組分的導(dǎo)熱系數(shù)對比其余組分的導(dǎo)熱系數(shù)要有顯著的差別。6.2　熱導(dǎo)式氣體分析儀6.2.2　熱導(dǎo)式氣體分析儀的組成及工作原理1.熱導(dǎo)池工作原理圖6-2　熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu)示意圖6.2　熱導(dǎo)式氣體分析儀2.熱導(dǎo)池結(jié)構(gòu)形式圖6-3　熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu)形式示意圖6.2　熱導(dǎo)式氣體分析儀(1)直通式　中間為主氣路，上下各以節(jié)流孔與測量室相通。(2)對

4、流式　測量室與主氣路下端并聯(lián)相通，大部分被測氣體由主氣路排出，一小部分進(jìn)入測量室。(3)擴(kuò)散式　在主氣路設(shè)置測量室，被測氣體通過擴(kuò)散作用進(jìn)入測量室，并與熱絲進(jìn)行熱交換，再由主氣路帶走。(4)對流擴(kuò)散式　它是在擴(kuò)散式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上加一支氣管路形成分流，以減少滯后。6.2　熱導(dǎo)式氣體分析儀3.測量橋路(1)單電橋測量橋路　分單臂電橋測量橋路和雙臂電橋測量橋路。說明：①具有溫度補(bǔ)償功能，可克服或減小環(huán)境溫度變化對測量的影響；②通過改變參比氣體百分含量，能改變分析儀的測量范圍。圖6-4　單電橋測量橋路6.2　熱導(dǎo)式氣體分析儀(2)雙電橋測量橋路圖6-5　雙

5、電橋測量電路6.2　熱導(dǎo)式氣體分析儀6.2.3　熱導(dǎo)式氣體分析儀的應(yīng)用1.熱導(dǎo)式分析儀的應(yīng)用場合1)檢測分析鍋爐或加熱爐煙道氣中CO2的含量。2)檢測分析化肥廠合成氨生產(chǎn)過程中循環(huán)氣中H2的含量。3)檢測分析硫酸及磷肥生產(chǎn)流程中SO2的含量。4)檢測分析空氣分離裝置中Ar的含量。5)測定Cl2生產(chǎn)流程中Cl2中的含氫量，確保安全生產(chǎn)。6)測定制氫、制氧過程中，純氫中的氧含量及純氧中的氫含量。7)測定有機(jī)工業(yè)生產(chǎn)中，碳?xì)浠衔镏蠬2的含量。8)檢測分析氫冷發(fā)電機(jī)組中H2、CO2的含量等等。6.2　熱導(dǎo)式氣體分析儀2.應(yīng)用時應(yīng)注意的問題1)最適合于

6、檢測二元混合氣體(導(dǎo)熱系數(shù)相差較大的)中某一組分的含量。2)對于存在多組分背景氣體的情況，即分析三元或三元以上的混合氣體時，背景氣體中各組分的導(dǎo)熱系數(shù)必須很接近，否則測量誤差太大，不易采用。3)必要時應(yīng)對被測氣體進(jìn)行預(yù)處理，如除塵、除水、冷卻、去除對分析有影響的干擾組分。4)不同結(jié)構(gòu)形式的熱導(dǎo)池對樣氣壓力、流量的穩(wěn)定性要求不同，要注意樣氣壓力、流量變化所帶來的影響；樣氣溫度變化也會對熱導(dǎo)池有影響，因此，分析儀在使用時環(huán)境溫度應(yīng)滿足規(guī)定條件。6.2　熱導(dǎo)式氣體分析儀3.調(diào)校1)分析儀必須預(yù)熱至熱穩(wěn)定后再進(jìn)行校準(zhǔn)。2)標(biāo)準(zhǔn)氣體中背景氣體的導(dǎo)熱系數(shù)要

7、與被測氣體背景氣體的導(dǎo)熱系數(shù)相一致，否則應(yīng)進(jìn)行修正。3)標(biāo)準(zhǔn)氣體的流速要與工作時被測氣體的流速相同。4)手動校準(zhǔn)時，要考慮到氣路中氣流的置換及穩(wěn)定時間要求。5)對分析儀的零點(diǎn)和量程需要重復(fù)校準(zhǔn)。6)需要準(zhǔn)確校準(zhǔn)時，要多校幾點(diǎn)。6.2　熱導(dǎo)式氣體分析儀6.3　氧化鋯氧分析儀6.3.1　氧化鋯檢測氧含量的原理氧化鋯是一種固體電解質(zhì)金屬鋯的氧化物，它具有陶瓷的特性。氧化鋯具有高溫導(dǎo)電性。圖6-6　氧離子空穴形成示意6.3　氧化鋯氧分析儀圖6-7　氧濃差電池原理氧濃差電池氧濃差電動勢E6.3　氧化鋯氧分析儀表6-2　氧濃差電動勢與氧含量關(guān)系氧的體積分?jǐn)?shù)

8、（%）氧濃差電動勢/mV600℃650℃700℃750℃800℃850℃1．0056．8960．1563．4166．6769．9273．181．504