《其它参数的测量》PPT课件

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1、第十章其它参数的测量过剩空气系数测量水中的含盐量含氧量测量电量测量10.1过剩空气系数测量工业锅炉的燃烧过程与过剩空气系数有关，CO2与过剩空气系数的关系随着燃料品种变化较大，通过测定O2的含量来确定过剩空气系数。目前常用的测量氧量的方法为热磁法和氧化锆法。1、几个名词介质处于外磁场中，受到力和力矩的作用而显示出磁性的现象称为磁化。当气体处在外磁场中间时，如果能被磁场所吸引，则该种气体为顺磁性气体；如果能被磁场所排斥，则该种气体为逆磁性气体。在具有温度梯度和磁场梯度的环境中,当顺磁性气体存在时，由于气体局部温度升高，而使这些气体的磁化率

2、下降，这种利用磁化率与温度间的关系测定气体中的某种成分含量的方法称为热磁法。10.1.1热磁法C—居里常数；T—气体的绝对温度；△—修正常数，对于每种物质来说是固定不变的；ρ—气体的密度。k0—标准状态下，气体体积磁化率；k—氧气体积磁化率；ki—混合气体中i组分的体积磁化率；k‘—混合气体中非氧组分的体积磁化率。q—氧含量的体积百分比；qi—混合气体中i组分的含量的体积百分比；Ｐ０、Ｔ０＿标准状态下气体的压力和绝对温度。2.基本公式气体的磁化强度与外磁场强度之比称为磁化率。顺磁性气体的比磁化率χ与气体体积磁化率k之间的关系为10.1.

3、1热磁法混合气体T—气体的绝对温度；ρ—气体的密度。k—纯氧的体积磁化率；A---与仪器结构有关的常数；I---通过热敏元件的电流；q—氧含量体积百分比；H—磁场强度；dh/dX—在给定方向上的磁场梯度；P、T—大气压力、温度；ρ、Cp、η、λ—混合气体的密度、热容、粘度和热导率。热磁式氧分析仪是将被分析气体的氧含量，转换为温度测量。热敏元件是一段通电的铂丝，热敏元件的温度与含氧量之间的关系近似地表示为10.1.1热磁法3.外对流式热磁氧传感器1-敏感元件2-元件支持器3-密封垫圈4-螺母5-垫圈6-分析室座7-分析室盖8-密封垫圈9-

4、极靴10-磁钢11-分路器在四个气室内对称地设有四个特性一致的热敏元件（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ5、Ｒ6，按顺序Ⅰ、Ⅱ两室的元件为一组，Ⅲ、Ⅳ两个室的元件为一组，分别与外电路组成参比和测量电桥。Ⅱ、Ⅲ两个元件周围没有磁场，Ⅰ、Ⅳ两个元件处于非均匀磁场中。被分析气体沿管道通入传感器。当气体中无氧时，四个元件均只受自然对流传热，温度相同，则仪器没有信号输出。当气体中含氧时，热敏元件Ⅳ周围形成热磁对流，温度降低，由电桥测得由此引起的电阻变化，即可得含氧量。参比电桥对角根据空气的含氧量产生一恒定的不平衡电压△V1测量电桥的不平衡电压由通入的被分析气体的含

5、氧量决定△V2仪器的指示值与这两个不平衡电压的比值有关用于烟气分析的热磁式氧分析仪1-热磁氧传感器2-检查过滤器3-水流抽气泵10.1.2氧化锆氧量计氧化锆（ZrO2）+氧化钙（CaO）或氧化钇（Y2O3）——稳定的氧化锆材料。钙、钇化合价与锆不同，在晶体中将产生一些氧离子空穴一个氧化钙分子取代了一个氧化锆分子，由于一个钙离子只与一个氧离子结合，晶格中就会留下一个氧离子空穴。在600~800℃温度时，具有导电特性，故被称之为固体电解质。10.1.2氧化锆氧量计O2被金属铂吸附—得到电子—O2-___空穴中---过剩的正电荷。同时，氧化锆

6、中的O2----失去电子成为O2回到空气或烟气中。金属铂带正电子而氧化锆带负电---形成双电层金属铂与氧化锆之间产生电位差，该电位差称为电极电位。1-氧化锆2、3-铂电极4-引线5-氧离子10.1.2氧化锆氧量计氧化锆管内外存在氧浓度差---两极之间的电位差---电位差称作氧浓差电动势。氧浓差电池总反应的效果是含氧量高一侧的氧气变为氧离子向含氧量低一侧移动，即具有的氧离子空穴的氧化锆材料可将氧气以氧离子的方式从空气侧传导至烟气侧。10.1.2氧化锆氧量计E---氧浓差电动势R—理想气体常数；T—气体热力学温度，K；n—一个氧分子所得电子

7、数，n=4；F—法拉第常数，F=96487C/mol；φA—参比气体中氧的容积含量；φC—被测气体中氧的容积含量通过直接测量电动势E的数值，就可以得出被测气体的含氧量。氧化锆氧量计是利用氧化锆固体电解质作为测量元件，将氧量信号转换为电量的信号，并由氧量显示仪表将被测气体的氧含量表示出来。测量系统组成测量系统时，必须保证氧化锆管所处的温度恒定（600~800度）或进行补偿。根据对工作温度处理方式的不同，氧化锆氧量计的测量系统分为定温式和补偿式两类。根据氧化锆管安装方式不同，测量系统还可分为直插式和抽出式两种。直插补偿式测量系统图在氧化锆管

8、中，装一K分度号的热电偶，并将其输出电动势EK与氧化锆输出的氧浓差电动势E反向串联，总输出送至显示仪表，当温度变化时，两者的变化量相互抵消，总输出电动势保持基本不变。在电厂中多采用直插式测量系统。10.2水