7在线分析仪表

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1、第七章在线分析仪表（改）第一节概述对混合气体的成分及混合物中某些物质的含屋或性质进行自动测定，是自动检测仪表的一个重要内容，化T厂常见的成分分析仪表有气体分析器，PH计等。借助这一类仪器，可以了解生产过程中的原料，中间产品及最后产品的性质及其含量，从而直接判断生产过程进行得是否符合要求。对某些物料的性质及成分进行质量控制显然要比控制其它参数（例如:温度、压力、流蜃等）肓接得多，因而也将更为有效。特别是DCS控制生产过程的时候，成分分析仪表所给出的信号，同其它有关参数信号一起送进DCS,将更易于使牛产达到优质、高产、低耗的目标。成分自动分析仪表是利用各物质的性质之间存在著差界，把所要检测

2、的成分或物质性质转换成某种电信号，进行非电量的电测。一般说來，这种转换步骤和种类较多，外界因索的影响较复杂。为了保证所测成分或性质与输出信号之间的单值函数关系，一台分析仪器不得不采用各种措施,或者是稳定某些影响因索，或者排除某些影响因索，这就要求我们在使用仪表吋，必须遵守规定的条件，才能得到满意的结果。另外由于被分析物质的样品取出及处理手续繁多，信号的转换程序也较复杂，因而仪表响应时间通常较长，其滞后也较大。一般说來，成分白动分析仪表由三个部分组成：一、检测器或检测系统检测器的基木功能是将被测物质的成分或性质的变化转变成电信号。例如：用玻璃电极测量溶液的PH值，电极把溶液屮红离子浓度转

3、化化为电动势，该电势可在仪表中显示出来。乂如热导式分析器，气体成分的变化被转换成热敏元件电阻值的改变，经过电桥转换成不平衡电压后，即可在仪表中表示出被测气体的含量，有时，需要把检测的破感元件和某些辅助设备组装在一起，才能起到感受并反映被测成分或性质变化的作用。这时，包括检测器的敏感元件及辅助设备在内的装置称为检测系统。例如，某些光学式分析器，常把光源、透镜以及检测器等装在一起组成检测系统。二、信号处理装置检测系统送出来的电信号一般都很微弱，因此在大多数分析仪表中，都设有电子放大器及指示记录装置等（例如电了电位计或自动平衡电桥等），有的新型分析仪表中，还设有小型数据处理装置，例如将分析仪

4、给出的不连续信号转变为模拟量或数字量。有些人型的分析器，还用电子让算机进行数据处理。三、取样及预处理装置为了保证连续白动地供给分析检测系统合格的样品，正确地取样并进行预处理是十分重要的。这是仪器安装和使用中必须注意的问题，如來疏忽，往往使仪表不能正常工作，甚至损坏。取样及预处理装置包括抽吸器（负压取样使用）冷却器，机械夹杂及化学杂质过滤器。转化器、干燥器、稳流器，流最批示器等。必须根据T艺流程、样品的物理化学状况及所采用的分析仪的特性等具体地选择、安装取样装置及预处理系统。一般说来脏污的样品，必须净化，除了需要检测水分以外，气休分析前，一般需要干燥。第二节热导式气体分析仪（改）热导式气

5、体分析仪在工业上应用时间较久，能分析的种类较多，在化工企业中多用以分析C02>SO2及出含量，是一种常用气体分析器。—、工作原理不同气体的导热系数是不同的。一些常见气体的导热系数见表2-1o表中是空气导热系数。表2・1某些气体的导热系数气体名称空气2Am02COCO2h2SOrNH30C吋导热系数5.835.815.895.653.5041.602.405.20相对导热系数1.000.9961.0130.960.6057.150.350.89导热系数的温度系数B/度0.00280.00280.00280.00280.00280.00270.0048对于彼此间无相互作用的多种组分的混合气

6、体，它的导热系数可近似地认为是组分导热系数的算术平均值。入=刀入Qi=l其中：X：-混合气体的总导热系数Cr：混合气体小第i组分的百分含量Xi-：混合气体中第i分的导热系数设待测组分是笫一组分（i=l）,而当其余组分的导热系数相近，即冇入X38入4心…入n而混合气体的总量是各分量之和，即C1+C2+C3+C4+…Cn=l所以有入〜入1•C]+入2（C2+C3+C4+Cn）+入2（1・C】）=A.2+（Xj-X2）Cj可见，混合气体的总导热系数入是被分析组分百分含量G、导热系数入

7、和其余各组分导热系数x2的函数。我们的目的是通过测量总导热系数x的变化來确定被分析组分的百分含量（CJ,如杲

8、被分析组分的□与其余组分的入2相差人，那么，少量的G变化，混合气体的总导热系数入变化就较大，仪器易于检测出來。除被分析纽分的导热系数入】以外，其余各部分的导热系数必须相同或相近。否则，难以识別究竟是哪一个组分含量的变化引起总导热系数的变化，仪器就失去了被测组分含量的鉴别能力。例如在分析燃烧炉烟气（山co2.N2、CO、SC）2・、H2、O2、及水蒸汽等组成）屮的CO2含量的时候，应当先除去水蒸汽、S02、H2等，以便余下气体屮仅02、、CO2、