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1、在线气体分析仪的组成由热导池、测量电路、电源控制器、温度控制器、气体预处理系统等。气体试样气体试样预处理系统氧含量检测技术氧含量检测的特殊性和重要性特殊性不能用热导及红外检测重要性(1)加热炉、锅炉、窑炉等设备燃烧热效率控制，测量烟气中的氧浓度；(2)测定易燃易爆气体的含氧量，确保安全生产；(3)通过含氧量分析,控制产品质量；(4)分析氧气纯度，保证设备的正常运转；(5)分析密闭空间大气中的含氧量,确保人身安全。氧含量分析方法①物理分析法热磁式②电化学法氧化锆二.热磁式检测技术热磁式检测技术主要用来检测氧气
2、的含量,也可用来检测一氧化氮或二氧化氮的含量。热磁式检测技术是利用氧气的顺磁性能在磁场中产生热磁效应（热磁对流）,从而对氧气进行连续分析。1.检测原理（1）气体磁化率磁化强度JJ=χH磁化率χ:反映介质磁性的系数顺磁性物质,在外界磁场中被吸引;逆磁性物质,在外界磁场中被排斥。氧的磁化率最大，其次一氧化氮和二氧化氮混合气体磁化率为各组分磁化率的加权平均值上式可近似由于氧的磁化率最大，根据混合气体的磁化率大小可判断氧含量的多少气体的磁化率与温度关系——居里定律顺磁性气体的磁化率与压力成正比，与绝对温度的平方成反
3、比。即气体的磁化率的大小随温度升高而急剧下降（2）热磁对流热磁对流的形成原理？顺磁性气体在不均匀磁场中，当有温度梯度时，则就会形成磁风，称其为热磁对流。当气体的磁化率发生变化，将影响热磁对流的大小。利用热磁对流原理应用于混合气体中氧气含量的测量。热磁式氧含量检测原理利用被测气体中待测组分(O2)磁化率比其他气体高得多(除NO、NO2外），其余组分的磁化率近似相等,且很小，混合气体的磁化率近似为氧的磁化率与它的浓度的乘积，即气体的磁化率随温度的升高急剧下降—居里定律这就形成了热磁对流（磁风），磁风的强弱由混合
4、气体中含氧量的多少决定。2.检测器（发送器）作用：将被测气体中氧含量的变化转换为热磁对流的变化，再将其转为电阻值的变化。类型：3.测量电路4.热磁检测技术特点结构简单,便于制造和调整；缺点是反应慢,测量误差较大。三、固态电解质气敏元件及成分检测1、氧化锆固体电解质导电机理传导氧离子的固体电解质称为氧离子固体电解质纯净的氧化锆（ZrO2）基本不导电掺杂一些稀土氧化物（氧化钙或氧化钇）后，具有高温导电性。氧化锆固体电解质导电机理Zr4+O2-O2-Zr4+O2-O2-Zr4+O2-O2-O2-Ca2+O2-Zr
5、4+O2-O2-Zr4+O2-O2-O2-Zr4+O2-O2-Ca2+O2-Zr4+Zr4+O2-O2-Zr4+O2-O2-Zr4+O2-O2-E掺杂(CaO或Y2O3)后的ZrO2具有高温导电性,由于钙离子和锆离子离子价不同,在晶体中形成许多氧空穴,如有外加电场,形成氧离子占据空穴的定向运动而导电。温度升高，导电性能增大。2.氧化锆探头氧化锆探头实物示意图氧化锆探头原理示意图浓侧电极反应方程式参比气体：空气淡侧被测气体ZrO2氧浓差电势（能斯特方程）若温度保持某一定值,选定一种参比气体氧含量为已知的定值,
6、则浓差电势大小与被测气体中氧含量成单值函数关系。探头核心部件是氧化锆管具有恒温装置的氧化锆探头结构图使用氧化锆探头时注意几个问题：①氧化锆探头应在恒定温度下工作或采取温度补偿；②为保证测量灵敏度，应选择合适的工作温度目前氧化锆探头温度一般在800℃左右，而且T稳定；③应保证被测气体压力与参比气体压力相等，这样它们的分压比才能代表上述两种气体的含量比；④由于氧浓差电池有使两测氧浓度趋于一致的倾向，因此被测气体与参比气体应具有一定的流速，即氧化锆探头用在连续采样分析的场合。3.氧化锆氧量变送器E与CX非线性，为
7、使输出电流与氧含量成线性关系，因此考虑线性化环节。实现方法：①在电路中改变放大倍数；②根据数学模型补偿。浓差电势E与氧含量Cx关系为非线性K型热电偶在650~850℃间温度T与热电势ET之间的关系T=24.09ET+272浓差电势E为氧含量Cx为具有非线性补偿的氧化锆原理方框图三.红外线成分检测红外线成分检测是根据气体对红外线的吸收特性来检测混合气体中某一组分的含量。属光学式分析法主要分析对象:CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、NH3、SO2、NO等1.红外线及其特性(1)什么是红外线?电磁波电磁波
8、波谱γ射线x射线紫外线可见光红外线无线电波可见光0.4~0.76μm红外线0.76~1000μm红外线近红外中红外远红外极远红外(2)红外线特征①气体(大多数异核分子)对红外线选择性的吸收,吸收能力随红外线波长不同而不同。②单原子分子气体和无极性的双原子分子气体不吸收红外线③气体吸收红外辐射后温度上升，若气体的体积一定，则温度升高的同时，压力也增加。④气体对红外线的吸收遵循朗伯-贝尔定律2.检测原理（1）基本原理
