过程检测技术第六章过程成分检测

《过程检测技术第六章过程成分检测》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、6.46.4磁性氧分析器磁性氧分析器测量混合气体中氧气的百分含量，根测量混合气体中氧气的百分含量，根据检测器的结构可分为热磁检测器和磁据检测器的结构可分为热磁检测器和磁力检测器力检测器6.4.16.4.1热磁式氧分析器的理论基础热磁式氧分析器的理论基础11气体的磁化率气体的磁化率BH磁导率磁导率==，，为真空磁导率，为真空磁导率，为介质为介质00rr00rr的相对磁导率。真空的相对磁导率的相对磁导率。真空的相对磁导率==11，，并且并且rr根据相对磁导率根据相对磁导率的数值，把除真空外的介质的数值，把除真空外的介质rr分为分为33类，即类，即2014-1-10（

2、（11））11，，为顺磁性介质；为顺磁性介质；rr（（22））<1<1，，为反磁性介质；为反磁性介质；rr（（33））>>1>>1，，为铁磁性介质。为铁磁性介质。rr相对磁导率相对磁导率还可表为：还可表为：1r式中，式中，为介质的磁化率。为介质的磁化率。2014-1-10表表6-46-4一些气体的磁化率与氧气的磁化率一些气体的磁化率与氧气的磁化率的比值的比值气体名称相对磁化率气体名称相对磁化率氧+100氢-0.40一氧化氮+36.2水蒸汽-0.40空气+21.1氯二氧化氮+6.16-0.41二氧化碳氧化亚氮+2.05-0.57氨氮-0.06氩-0.57氢-0.11

3、甲烷-0.59氖-0.22-0.682014-1-10多种组分的混合气体的磁化率，可近似地表多种组分的混合气体的磁化率，可近似地表示为各组分磁化率的计权平均值，即示为各组分磁化率的计权平均值，即niii1只有一种组分气体的磁化率高只有一种组分气体的磁化率高,,则则()e1e1气体的磁化率与氧浓度成正比气体的磁化率与氧浓度成正比这是热磁式氧分析器的理论基础之一。这是热磁式氧分析器的理论基础之一。2014-1-1022气体的磁化率与温度的关系气体的磁化率与温度的关系CT式中式中CC————居里常数；居里常数；————为气体的密为气体的密度；度；TT为温度。为温度

4、。气体的磁化率与温度成反比气体的磁化率与温度成反比这是热磁式氧分析器的理论基础之二。这是热磁式氧分析器的理论基础之二。2014-1-1033磁场对磁介质的作用力磁场对磁介质的作用力12fH2磁场对磁介质的作用力与气体的磁化率成正比磁场对磁介质的作用力与气体的磁化率成正比这是热磁式氧分析器的理论基础之三。这是热磁式氧分析器的理论基础之三。f————力密度，为矢量；力密度，为矢量；————介质的磁化率；介质的磁化率；————介质的磁导率；介质的磁导率；HH————磁场强度；磁场强度；————哈密尔敦算符，在直角坐标系中为哈密尔敦算符，在直角坐标系中为gradi

5、jkxyz2014-1-106.4.26.4.2热磁式氧分析器热磁式氧分析器内对流式热磁检测器结构示意图2014-1-10RR为测量元件，为测量元件，RR为参比元件，同时它们又为参比元件，同时它们又1122兼作加热元件，给中间通道加温，一般使中兼作加热元件，给中间通道加温，一般使中间通道内的温度保持在间通道内的温度保持在100-250100-250℃℃之间。之间。对于混合气体的磁导率，实际上可认为：对于混合气体的磁导率，实际上可认为：==，这样气体的受力为：，这样气体的受力为：00dHfH0dx2014-1-10磁风形成分析示意图磁风形成分析示意图2014-1-10设氧

6、的磁化率为设氧的磁化率为，当氧的浓度，当氧的浓度不很低时，不很低时，1111可近似将混合气体的磁化率表示为可近似将混合气体的磁化率表示为≈≈，，1111dHfH011dx2014-1-10设设氧的浓度愈高，所受的作用力就愈大，中氧的浓度愈高，所受的作用力就愈大，中间通道里流过的气体流量即磁风就愈大。由间通道里流过的气体流量即磁风就愈大。由于磁风从于磁风从RR端进入，端进入，RR受的冷却作用较强，而受的冷却作用较强，而1111RR较弱，也就是较弱，也就是RR的阻值降低的较多，而的阻值降低的较多，而RR较较221122少，甚至不降。由少，甚至不降。由RR、、RR与与RR

7、和和RR共同组成的共同组成的11223344电桥测量电路，它的不平衡输出反映了电桥测量电路，它的不平衡输出反映了RR与与RR1122的变化，因此也就反映了被测气体组分氧浓的变化，因此也就反映了被测气体组分氧浓度的百分含量度的百分含量。。112014-1-10检测器的测量上限受到一定限制，一般不超过检测器的测量上限受到一定限制，一般不超过40%40%。当氧含量较大时，由于磁风较大，使。当氧含量较