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常用气体分析仪的工作原理及技术交流

时间:2025-04-12 23:03:18  来源:  作者:

常用气体分析仪的工作原理

  在很多生产过程中,特别是在存在化学反应的生产过程中,仅仅根据温度、压力、流量等物理参数进行自动控制常常是不够的。例如,在合成氨生产中,仅控制合成塔的温度、压力、流量并不能保证较高的合成率,必须同时分析进气的化学成分,控制氢气和氮气的较好比例,才能获得较高的生产率。又如在锅炉的燃烧控制中除需控制燃料与助燃空气的比例外,还必须在线分析烟道的化学成分,据此改变助燃空气的供给量,使炉子获得较高的热效率。此外,在排出有害气体的工厂中,也必须采用气体分析仪对有害气体进行连续监视,以防止危害工人健康或污染环境或引起爆炸等恶性事故。由于被分析气体的千差万别和分析原理的多种多样,气体分析仪的种类繁多。常用的有热导式气体分析仪、电化学式气体分析仪和红外线吸收式分析仪等。

  1、热导式气体分析仪VCG检测VBA

  一种物理类的气体分析仪表。它根据不同气体具有不同热传导能力的原理,通过测定混合气体导热系数来推算其中某些组分的含量。这种分析仪表简单可靠,适用的气体种类较多,是一种基本的分析仪表。但直接测量气体的导热系数比较困难,所以实际上常把气体导热系数的变化转换为电阻的变化,再用电桥来测定。热导式气体分析仪的热敏元件主要有半导体敏感元件和金属电阻丝两类。半导体敏感元件体积小、热惯性小,电阻温度系数大,所以灵敏度高,时间滞后小。在铂线圈上烧结珠形金属氧化物作为敏感元件,再在内电阻、发热量均相等的同样铂线圈上绕结对气体无反应的材料作为补偿用元件(图1)。这两种元件作为两臂构成电桥电路,即是测量回路。半导体金属氧化物敏感元件吸附被测气体时,电导率和热导率即发生变化,元件的散热状态也随之变化。元件温度变化使铂线圈的电阻变化,电桥遂有一不平衡电压输出,据此可检测气体的浓度。热导式气体分析仪的应用范围很广,除通常用来分析氢气、氨气、二氧化碳、二氧化硫和低浓度可燃性气体含量外,还可作为色谱分析仪中的检测器用以分析其他成分。VCG检测VBA

  2、红外线吸收式分析仪VCG检测VBA

  根据不同组分气体对不同波长的红外线具有选择性吸收的特性而工作的分析仪表。测量这种吸收光谱可判别出气体的种类;测量吸收强度可确定被测气体的浓度。红外线分析仪的使用范围宽,不仅可分析气体成分,也可分析溶液成分,且灵敏度较高,反应迅速,能在线连续指示,也可组成调节系统。工业上常用的红外线气体分析仪的检测部分由两个并列的结构相同的光学系统组成。VCG检测VBA

  一个是测量室,一个是参比室。两室通过切光板以一定周期同时或交替开闭光路。在测量室中导入被测气体后,具有被测气体特有波长的光被吸收,从而使透过测量室这一光路而进入红外线接收气室的光通量减少。气体浓度越高,进入到红外线接收气室的光通量就越少;而透过参比室的光通量是一定的,进入到红外线接收气室的光通量也一定。因此,被测气体浓度越高,透过测量室和参比室的光通量差值就越大。这个光通量差值是以一定周期振动的振幅投射到红外线接收气室的。接收气室用几微米厚的金属薄膜分隔为两半部,室内封有浓度较大的被测组分气体,在吸收波长范围内能将射入的红外线全部吸收,从而使脉动的光通量变为温度的周期变化,再可根据气态方程使温度的变化转换为压力的变化,然后用电容式传感器来检测,经过放大处理后指示出被测气体浓度。除用电容式传感器外,也可用直接检测红外线的量子式红外线传感器,并采用红外干涉滤光片进行波长选择和配以可调激光器作光源,形成一种崭新的全固体式红外气体分析仪。这种分析仪只用一个光源、一个测量室、一个红外线传感器就能完成气体浓度的测量。此外,若采用装有多个不同波长的滤光盘,则能同时分别测定多组分气体中的各种气体的浓度。VCG检测VBA

  与红外线分析仪原理相似的还有紫外线分析仪、光电比色分析仪等,在工业上也用得较多。VCG检测VBA

  2、电化学式气体分析仪VCG检测VBA

  一种化学类的气体分析仪表。它根据化学反应所引起的离子量的变化或电流变化来测量气体成分。为了提高选择性,防止测量电极表面沾污和保持电解液性能,一般采用隔膜结构。常用的电化学式分析仪有定电位电解式和伽伐尼电池式两种。定电位电解式分析仪(图2)的工作原理是在电极上施加特定电位,被测气体在电极表面就产生电解作用,只要测量加在电极上的电位,即可确定被测气体特有的电解电位,从而使仪表具有选择识别被测气体的能力。伽伐尼电池式分析仪是将透过隔膜而扩散到电解液中的被测气体电解,测量所形成的电解电流,就能确定被测气体的浓度。通过选择不同的电极材料和电解液来改变电极表面的内部电压从而实现对具有不同电解电位的气体的选择性。VCG检测VBA

标签: 气体分析仪
气体分析仪常用气体分析仪的工作原理_气体分析仪

气体分析仪的一些应用说明

  气体分析仪是用于分析气体组成成分的仪表,它属于流程分析仪表中的一种。气体分析仪是化学参数测量仪表,在很多工业生产过程中,气体分析仪表的地位与压力仪表、流量仪表等物理参数测量仪表是不相上下的,能起到控制生产环境、减少安全事故等重要作用。
  1、气体分析仪在化学反应生产中的应用
  气体分析仪多应用于存在化学反应的生产过程,例如氨气合成流程中,在使用温度仪表和压力仪表控制反应环境以外,还需要使用气体分析仪表来分析进气的化学成分,控制氢气和氨气之间的合理比例,这样才能最大限度的提高氨气合成率,而获得较高的生产效率。
  2、气体分析仪在锅炉燃烧中的应用
  气体分析仪在锅炉燃烧控制中也起到了非常重要的作用。气体分析仪多应用于锅炉燃烧时的燃料供给控制,帮助操作人员调节燃料与助燃剂之间的比例成分。气体分析仪在锅炉燃烧中还起到了烟道化学成分分析的作用,据此操作人员可以恰当调整助燃空气的供给量。
  3、气体分析仪在有毒有害气体监控上的应用
  气体分析仪在工厂废气排放方面,特别是有毒有害气体排放上,也起到了非常重要的作用。气体分析仪的作用是对有毒有害气体进行连续的监控,防止有毒有害气体的浓度过高,威胁到工作人员的安全,或引起爆炸等恶性事故。VCG检测VBA

标签: 气体分析仪
气体分析仪气体分析仪的一些应用说明_气体分析仪

气体分析仪的选择

    气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具,其中包括:便携式气体检测仪、手持式气体检测仪、固定式气体检测仪、在线式气体检测仪等。VCG检测VBA


    主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类,气体传感器是用来检测气体的成份和含量的传感器。VCG检测VBA


    一般认为,气体传感器的定义是以检测目标为分类基础的,也就是说,凡是用于检测气体成份和浓度的传感器都称作气体传感器,不管它是用物理方法,还是用化学方法。VCG检测VBA


    比如,检测气体流量的传感器不被看作气体传感器,但是热导式气体分析仪却属于重要的气体传感器,尽管它们有时使用大体一致的检测原理。VCG检测VBA


    选购方法VCG检测VBA


    1)确认所要检测气体种类和浓度范围:VCG检测VBA


    每一个生产部门所遇到的气体种类都是不同的。在选择气体检测仪时就要考虑到所有可能发生的情况。如果甲烷和其它毒性较小的烷烃类居多,选择LEL检测仪无疑是较为合适的。VCG检测VBA


    这不仅是因为LEL检测仪原理简单,应用较广,同时它还具有维修、校准方便的特点。如果存在一氧化碳、硫化氢等有毒气体,就要优先选择一个特定气体检测仪才能保证工人的安全。VCG检测VBA


    如果更多的是有机有毒有害气体,考虑到其可能引起人员中毒的浓度较低,比如芳香烃、卤代烃、氨(胺)、醚、醇、脂等等,就应当选择前章介绍的光离子化检测仪,而绝对不要使用LEL检测器应付,因为这可能会导致人员伤亡。VCG检测VBA


    如果气体种类覆盖了以上几类气体,选择一个复合式气体检测仪可能会达到事半功倍的效果。VCG检测VBA


    2)确定使用场合:VCG检测VBA


    工业环境的不同,选择气体检测仪种类也不同。VCG检测VBA


    A)固定式气体检测仪:VCG检测VBA


    这是在工业装置上和生产过程中使用较多的检测仪。它可以安装在特定的检测点上对特定的气体泄漏进行检测。VCG检测VBA


    弈扬固定式检测器一般为两体式,有传感器和变送组成的检测头为一体安装在检测现场,有电路、电源和显示报警装置组成的二次仪表为一体安装在安全场所,便于监视。VCG检测VBA


    它的检测原理同前节所述,只是在工艺和技术上更适合于固定检测所要求的连续、长时间稳定等特点。VCG检测VBA


    它们同样要根据现场气体的种类和浓度加以选择,同时还要注意将它们安装在特定气体最可能泄漏的部位,比如要根据气体的比重选择传感器安装的具有效的高度等等。VCG检测VBA


    B)便携式气体检测仪:VCG检测VBA


    由于便携式仪器操作方便,体积小巧,可以携带至不同的生产部位,弈扬电化学检测仪采用碱性电池供电,可连续使用1000小时;新型LEL检测仪、PID和复合式仪器采用可充电池(有些已采用无记忆的镍氢或锂离子电池),使得它们一般可以连续工作近12小时,所以,作为这类仪器在各类工厂和卫生部门的应用越来越广。VCG检测VBA


    如果是在开放的场合,比如敞开的工作车间使用这类仪器作为安全报警,可以使用随身佩戴的扩散式气体检测仪,因为它可以连续、实时、准确地显示现场的有毒有害气体的浓度。VCG检测VBA


    这类的新型仪器有的还配有振动警报附件--以避免在嘈杂环境中听不到声音报警,并安装计算机芯片来记录峰值、STEL(15分钟短期暴露水平)和TWA(8小时统计权重平均值)--为工人健康和安全提供具体的指导。VCG检测VBA


    如果是进入密闭空间,比如反应罐、储料罐或容器、下水道或其它地下管道、地下设施、农业密闭粮仓、铁路罐车、船运货舱、隧道等工作场合,在人员进入之前,就必须进行检测,而且要在密闭空间外进行检测。VCG检测VBA


    此时,就必须选择带有内置采样泵的多气体检测仪。如果环境中存在多种气体,选择一个复合式气体检测仪可能会达到事半功倍的效果。VCG检测VBA


    C)复合式气体检测仪VCG检测VBA


    复合式多气体检测仪可以在一台仪器上配备所需的多个气体检测传感器,所以它具有体积小、重量轻、响应快、同时多气体浓度显示的特点。VCG检测VBA


    更重要的是,弈扬复合式多气体检测仪的价格要比多个单一扩散式气体检测仪便宜一些,使用起来也更加方便。VCG检测VBA


    需要注意的是在选择这类检测仪时,选择具有单独开关各个传感器功能的仪器,以防止由于一个传感器损害影响其它传感器使用。VCG检测VBA

VCG检测VBA

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