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1、2020/9/16,第七講分析儀器,編輯制作 劉 偉,本講內(nèi)容： 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 熱導(dǎo)式氣體分析器 第三節(jié) 氧化鋯分析儀 第四節(jié) 原子吸收分光光度計(jì) 第五節(jié) 紅外光譜儀 第六節(jié) 氣相色譜分析儀 第七節(jié) 工業(yè)PH值酸度儀 第八節(jié) 微量水分析儀 第九節(jié) 有害氣體報(bào)警器,10:53,10:52:14,2020/9/16,第一節(jié)概述,自動(dòng)成分分析儀表 （也稱為分析器）是一種定性和定量分析物質(zhì)組成的儀表，能直接指示物質(zhì)成分及含量。 成分分析儀表是基于混合物中某一組分區(qū)別于其他組分的物理、化學(xué)特性來(lái)進(jìn) 行 分 析的。 工業(yè)自動(dòng)成分分析儀表雖然種類繁多，但主要組成部分有分析部分、放大部分、顯

2、示部分、取樣與預(yù)處理部分、程序升溫控制器及穩(wěn)壓電源裝置。,2020/9/16,第二節(jié)熱導(dǎo)式氣體分析器,一、基本知識(shí) 在熱傳導(dǎo)過(guò)程中，不同物體的熱傳導(dǎo)率不同。對(duì)于彼此間無(wú)相互作用的多組分混合氣體，它的導(dǎo)熱系數(shù)可近似地認(rèn)為是各組分導(dǎo)熱系數(shù)的算術(shù)平均值，即,設(shè)待測(cè)組分為，并且,式中 混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù)； 混合氣體中第組分的導(dǎo)熱系數(shù) 混合氣體中第組分的體積分。,只要測(cè)得混合氣體的總的導(dǎo)熱系數(shù)，就可以得出待測(cè)組分的含量，從而達(dá)到分析測(cè)量的目的。,2020/9/16,氣體的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度有關(guān)，工程上用下式表示，即 （） 所以，利用導(dǎo)熱系數(shù)隨待測(cè)組分含量變化這一特性來(lái)分析該組分含量時(shí)，必須滿足下列三個(gè)條件

3、： 待測(cè)組分的導(dǎo)熱系數(shù)與其余組分的導(dǎo)熱系數(shù)相比，要有顯著的差別，差別越大，測(cè)量越靈敏； 非待測(cè)組分的導(dǎo)熱系數(shù)要盡可能相同或十分接近； 測(cè)量時(shí)，溫度恒定或在一定的允許范圍內(nèi)。,10:52:14,2020/9/16,二、熱導(dǎo)式氣體分析器的測(cè)量原理,左圖所示為熱導(dǎo)式氣體分析器發(fā)送器的氣室，它是熱導(dǎo)分析器的主要部件，熱導(dǎo)室中的電阻絲 通入電流加熱，所產(chǎn)生的熱量經(jīng)過(guò)被測(cè)氣體的熱傳導(dǎo)散熱、氣體的對(duì)流散熱、電阻絲的輻射散熱及其軸向傳導(dǎo)散熱四個(gè)途徑散失，恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)熱導(dǎo)室結(jié)構(gòu)，合理地選擇電阻及電流的數(shù)值，可以保證散熱主要通過(guò)氣體的熱傳導(dǎo)進(jìn)行。當(dāng)加熱電流一定時(shí)，電阻絲溫度的高低，就取決于導(dǎo)熱能力的強(qiáng)弱，亦即取決于

4、導(dǎo)熱系 數(shù) 的 大 小。不 同 溫 度 的 電 阻 絲 就 有 相 應(yīng) 的 不 同 阻 值， 這樣，導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量就通過(guò)發(fā)送器變成了電阻值的測(cè)量，而電阻值又可以通過(guò)電橋來(lái)測(cè)量。,2020/9/16,在熱導(dǎo)式氣體分析器中，通常是用四個(gè)熱導(dǎo)室組成的電橋來(lái)測(cè)量的，如左圖所示的 RD 型分析器的電橋。 QRD 型分析器則采用雙橋測(cè)量系統(tǒng)，由于兩個(gè)電橋的電壓和溫度條件相同，電源電壓的波動(dòng)和環(huán)境溫度變化的影響就沒(méi)有多大關(guān)系了，如右圖所示。,2020/9/16,第三節(jié) 氧化鋯分析儀,氧化鋯分析儀由檢測(cè)部分(氧化鋯探頭)和顯示儀表兩部分組成。它的作用是先用氧化鋯探頭將被測(cè)介質(zhì)中氧氣含量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再由顯示儀

5、表部分對(duì)測(cè)得的電信號(hào)進(jìn)行處理并顯示出來(lái)。 由于氧化鋯分析儀具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，靈敏度高，響應(yīng)快價(jià)格便宜，測(cè)量范圍寬、安裝維修方便等優(yōu)點(diǎn)。因而自20世紀(jì)60年代開(kāi)始使用，直到目前仍是較為常用的在線氧量分析儀表。,2020/9/16,一、氧化鋯探頭,2020/9/16,組成氧化鋯探頭的主要部件是氧化鋯管，另外還有加熱絲、測(cè)溫元件和溫度控制裝置等附加部分，其結(jié)構(gòu)原理圖 。 氧化鋯探頭是氧化鋯分析儀的檢測(cè)部分，是分析儀的核心，又叫檢測(cè)器或傳感器。它的作用是將被檢測(cè)樣氣進(jìn)行過(guò)濾，對(duì)外輸出與被測(cè)氧含量成對(duì)應(yīng)關(guān)系的電信號(hào)。,2020/9/16,二、各部分的作用及工作原理,陶瓷過(guò)慮器7有兩個(gè)作用：一是除去

6、氣樣中的灰塵等雜質(zhì)，防止電極被污染；二是起緩沖作用，減少氣流沖擊所引起的噪聲。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)（進(jìn)煙氣）經(jīng)陶瓷過(guò)慮器7進(jìn)入探頭后，由氧化鋯管1和內(nèi)外鉑電極2組成的氧濃差電池，將被測(cè)氧含量轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)關(guān)系的電信號(hào)，經(jīng)鉑電極引線3對(duì)外輸出。安裝在陶瓷過(guò)濾器與鋯管之間的熱電偶，檢測(cè)出鋯管的工作溫度并送給外部恒溫控制器，恒溫控制器通過(guò)加熱爐絲6來(lái)控制爐溫，以保證探頭工作在設(shè)定的恒溫范圍內(nèi)。,2020/9/16,氧化鋯管是因?yàn)榘压腆w氧化鋯材料做成管狀而得名。當(dāng)在氧化鋯管的內(nèi)、外兩側(cè)分別安裝多孔鉑電極2后，就會(huì)形成一個(gè)電解質(zhì)濃差電池，如圖63所示。,圖63 氧化鋯濃差電池原理圖,在氧化鋯材料中摻入適量的氧化鈣（C

7、aO），氧化鋯的晶體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生一些氧離子空穴，由于這些空穴存在，在650850的高溫下，氧化鋯材料就會(huì)變成固體電解質(zhì)。此時(shí)，若氧化鋯材料表面有氧，就會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。當(dāng)兩表面氧濃度（或含量）有差異時(shí)，氧離子空穴會(huì)移動(dòng)而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)就稱為濃差電勢(shì)。兩側(cè)的多孔鉑膜是電池的兩個(gè)引出電極，該電池所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小，完全可以由涅恩斯特(Nernst)公式（詳見(jiàn)其它資料）計(jì)算出來(lái)。通常是選定一種已知氧濃度的氣體（一般用空氣）作為參比氣體，只要測(cè)得氧濃差電勢(shì)E，即可求得被測(cè)氣體的氧含量Px。由此可以看出，氧化鋯分析儀是依據(jù)電解質(zhì)濃差電池原理來(lái)實(shí)現(xiàn)氧含量測(cè)量的儀表。,2020/9/16,溫度調(diào)節(jié)器

8、和顯示儀表通常是一塊儀表所具有的兩個(gè)功能單元，有時(shí)籠統(tǒng)的稱為二次儀表或顯示部分，其作用是控制探頭中加熱器的加熱溫度，并將探頭輸出的濃差電勢(shì)進(jìn)行處理，并顯示出來(lái)。 溫度調(diào)節(jié)器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)溫度控制電路，與熱電偶和加熱電絲組成一個(gè)恒溫控制系統(tǒng)。由熱電偶來(lái)測(cè)量氧化鋯管的工作溫度，當(dāng)溫度偏離設(shè)定值時(shí)，通過(guò)溫度控制電路中的可控硅來(lái)控制加熱絲的加熱狀態(tài)度，從而實(shí)現(xiàn)恒溫控制。,2020/9/16,顯示儀表的電路較為復(fù)雜，從信號(hào)處理過(guò)程上來(lái)看，確實(shí)可以將它作為一塊獨(dú)立儀表。因?yàn)樗薪邮眨ɑ驒z測(cè)）濃差電勢(shì)的輸入電路、將電勢(shì)信號(hào)處理成滿足顯示要求的轉(zhuǎn)換放大電路以及輸出顯示三大部組成。同其它顯示儀表一樣，儀表中也含

9、有用于對(duì)量程和測(cè)量零點(diǎn)的進(jìn)行調(diào)整的量程選擇電路；轉(zhuǎn)換放大部分在滿足顯示要求下，可以對(duì)外輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，具有信號(hào)遠(yuǎn)傳功能。近年來(lái)在氧化鋯分析儀的二次儀表中引入了CPU微處理器，使氧化鋯分析儀向著智能化發(fā)展，成為測(cè)量氧含量的最為方便的檢測(cè)工具。,2020/9/16,第四節(jié)原子吸收分光光度計(jì),一、原子吸收光譜法 原子吸收光譜法 又 稱 原 子 吸 收 分 光 光 度 法，是基本正蒸氣中被測(cè)元素基態(tài)原子對(duì)其原子共振輻射的吸收強(qiáng)度來(lái)測(cè)定樣品中被測(cè)元素含量的一種方法。 原子吸收光譜分析法的優(yōu)點(diǎn)如下。 檢出限低，靈敏度高。 測(cè)量精度好。 選 擇 性 強(qiáng) ， 方 法 簡(jiǎn) 便 ， 分 析 速 度 快 。 應(yīng)用范圍

10、廣。 原子吸收也有一些不足之處。測(cè)定某元素需要該元素的光源，不利于同時(shí)進(jìn)行多種元素的測(cè)定；對(duì)一些難熔元素，測(cè)定靈敏度和精密度都不是很高；非火焰原子化法雖然 靈 敏 度高，但準(zhǔn)確度和精密度不夠理想，有待于進(jìn)一步改進(jìn)提高。,10:52:14,2020/9/16,二、原子吸收分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)及原理,單光束儀器，只有一條光路。此類型儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但會(huì)受到光源不穩(wěn)定因素的影響產(chǎn)生基線漂移。,雙光束儀器，由光源發(fā)射出的光經(jīng)調(diào)制后被切光器分成兩束：一束為測(cè)量光束；另一束為參比光束 （不經(jīng)過(guò)火焰），兩束光交替進(jìn)入單色器和檢測(cè)器。由于兩束光來(lái)自同一光源，光源的漂移通過(guò)參比光束的作用得到補(bǔ)償，從而獲得穩(wěn)

11、定的信號(hào)。,10:52:14,2020/9/16,檢測(cè)器及放大器讀數(shù)裝置,檢測(cè)器的作用是將單色器分出的光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。一般用光電倍增管作為檢測(cè)器。光電倍增管的外殼由光學(xué)玻璃或石英制成，內(nèi)部抽真空，在陰極上涂有能發(fā)射電子的光敏物質(zhì)，在陰極和陽(yáng)極間有一系列次極電子發(fā)射極，即電子倍增極。,10:52:14,2020/9/16,第五節(jié)傅里葉變換紅外光譜儀,一、基本知識(shí) 紅外線是一種看不見(jiàn)的光，是一種電磁波，波長(zhǎng)范圍為010000。通 常把紅外 區(qū)分成三個(gè)區(qū)。 波 長(zhǎng) 0.82.5為 近 紅 外 區(qū)， 波 長(zhǎng) 2.525為 中 紅 外 區(qū)， 波 長(zhǎng) 2510000 為遠(yuǎn)紅外區(qū)。若以連續(xù)波長(zhǎng)的紅外線

12、為光源照射樣品，所測(cè)得的吸收光譜，簡(jiǎn)稱紅外光譜。通常所說(shuō)的紅外光譜是指中紅外區(qū)。 紅外光譜是依據(jù)樣品在紅外區(qū)吸收譜帶的位置、強(qiáng)度、形狀、個(gè)數(shù)，并參照譜帶與溶劑濃度等關(guān)系來(lái)推測(cè)分子的空間構(gòu)造，求化學(xué)鍵的力常數(shù)，鍵長(zhǎng)和鍵角，推測(cè)分子中某種官能團(tuán)的存在與否，推測(cè)官能團(tuán)的鄰近基團(tuán)，確定化合物的結(jié)構(gòu)。 目前紅外光譜儀可分為色散型紅外光譜儀和傅里葉變換紅外光譜儀。,10:52:14,2020/9/16,二、傅里葉變換紅外光譜儀,傅里葉變換紅外光譜儀 是通過(guò)測(cè)量干涉圖和對(duì)于干涉圖進(jìn)行傅里葉變換的方法來(lái)獲得紅外光譜。 邁克遜干涉儀是傅里葉變換紅外光譜儀的核心。通過(guò)邁克遜干涉儀發(fā)生光的干涉過(guò)程，在不同光程差

13、處測(cè)量混合的紅外光的干涉圖，經(jīng)過(guò)傅里葉變換得到常見(jiàn)的紅外光譜圖。 邁克遜干涉儀(圖見(jiàn)下頁(yè)) 已知干涉圖，從數(shù)學(xué)觀點(diǎn)講是傅里葉變換，所以計(jì)算機(jī)的任務(wù)是進(jìn)行傅里葉逆變換，以得到人們所熟悉的透過(guò)率隨波數(shù)變化的紅外光譜圖。實(shí)際上干涉儀并沒(méi)有把光按頻率分開(kāi)，而只是將各種頻率的光信號(hào)經(jīng)干涉作用調(diào)制為干涉圖函數(shù)，再由計(jì)算機(jī)通過(guò)傅里葉逆變換計(jì)算出原來(lái)的光譜。,10:52:14,2020/9/16,10:52:14,2020/9/16,. 傅里葉變換紅外光譜儀結(jié)構(gòu)及工作原理,光學(xué)系統(tǒng)控制線路的主要任務(wù)是把檢測(cè)器要的信號(hào)經(jīng)放大鏡、濾波器等處理，然后送到計(jì)算機(jī)接口，再經(jīng)處理后送到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)通過(guò)接口

14、與光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)電路相連，把測(cè)量得到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)通過(guò)試樣后得到含試樣信息的干涉圖進(jìn)行采集，并經(jīng)過(guò)快速傅里葉變換，得到吸收強(qiáng)度或透光度隨頻率或波數(shù)變化的紅外光譜圖。,10:52:14,2020/9/16,一、基本知識(shí) 二、氣相色譜儀流程 三、氣相色譜儀的組成,第六節(jié) 氣相色譜分析儀,2020/9/16,氣相色譜儀器,,,,10:52:14,2020/9/16,氣相色譜儀器,,,,10:52:14,2020/9/16,氣相色譜儀器,,,,2020/9/16,美國(guó)氣相色譜儀,國(guó)產(chǎn)氣相色譜儀,2020/9/16,一、概述,色譜分析法定義：色譜分離技術(shù)是借助色譜分離原理而使混合物中

15、各組分分離的技術(shù)；將色譜分離技術(shù)應(yīng)用于分析化學(xué)，稱為色譜分析。 色譜分析法又稱為色層法、層析法。,2020/9/16,色譜法的分類 按物理狀態(tài)分類 根據(jù)流動(dòng)相的物態(tài)：氣相色譜法(GC)和液相色譜法(LC) 根據(jù)固定相的物態(tài)：氣-固色譜法、氣-液色譜法、液-固色譜法、液-液色譜法 按使用的形式分類 (1)柱色譜、(2)紙色譜、 (3)薄層色譜 按分離機(jī)理分類 (1)吸附色譜、 (2)分配色譜、 (3)離子交換色譜、 (4)凝膠色譜,2020/9/16,色譜法的特點(diǎn) (1)高選擇性 、(2)高效能、 (3)高靈敏度可以分析質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-610-9數(shù)量級(jí)、檢出限量低至10-1l g的物質(zhì)，適于微量

16、和痕量分析、,色譜法的應(yīng)用 (1)色譜分析廣泛應(yīng)用于極為復(fù)雜的混合物成分分析； (2)液相色譜法，在糖類、氨基酸、農(nóng)藥、染料、貴金屬、有機(jī)金屬化合物等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 (3)色譜分離是一種非常有效的提純物質(zhì)的技術(shù)，常用于制備分離，得到高純樣品。 (4)色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀已成為研究分子結(jié)構(gòu)的重要手段。,2020/9/16,氣相色譜法的特點(diǎn),高效能 填充柱都有幾千塊理論塔板 毛細(xì)管柱可達(dá)104塊105塊理論塔板，可以分析沸點(diǎn)十分相近的組分和極為復(fù)雜的多組分混合物,高選擇性 可分離同系物、同分異構(gòu)化合物。,2020/9/16,高靈敏度 可以檢測(cè)出10-11g10-13g物質(zhì) 痕量雜質(zhì)分析：可以測(cè)出

17、超純氣體、高分子單體、高純?cè)噭┲匈|(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-610-10數(shù)量級(jí)的雜質(zhì) 大氣污染物分析：可以直接檢出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-9數(shù)量級(jí)的痕量毒物 農(nóng)藥殘留物的分析：可以檢出農(nóng)副產(chǎn)品、食品、水質(zhì)中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-610-9數(shù)量級(jí)的氯、硫、磷化合物,分析速度快 一般分析可在幾分到幾十分內(nèi)可以完成，某些快速分析1s內(nèi)可以分析數(shù)個(gè)組分。,2020/9/16,二、基本知識(shí),氣相色譜法（GC）是英國(guó)生物化學(xué)家 Martin A T P等人在研究液液分配色譜的基礎(chǔ)上，于1952年創(chuàng)立的一種極有效的分離方法，它可分析和分離復(fù)雜的多組分混合物。目前由于使用了高效能的色譜柱，高靈敏度的檢測(cè)器及微處理機(jī)，使得氣相色譜法成為

18、一種分析速度快、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣的分析方法。,2020/9/16,1.概述 混合物最有效的分離、分析方法。 俄國(guó)植物學(xué)家茨維特在1906年使用的裝置： 色譜原型裝置，如圖。 色譜法是一種分離技術(shù)， 試樣混合物的分離過(guò)程也就是試樣中各組分在稱之為色譜分離柱中的兩相間不斷進(jìn)行著的分配過(guò)程。 其中的一相固定不動(dòng)，稱為固定相； 另一相是攜帶試樣混合物流過(guò)此固定相的流體（氣體或液體），稱為流動(dòng)相。,2020/9/16,色譜法,當(dāng)流動(dòng)相中攜帶的混合物流經(jīng)固定相時(shí)，其與固定相發(fā)生相互作用。由于混合物中各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相之間產(chǎn)生的作用力的大小、強(qiáng)弱不同，隨著流動(dòng)相的移動(dòng)，混合物在兩相間經(jīng)

19、過(guò)反復(fù)多次的分配平衡，使得各組分被固定相保留的時(shí)間不同，從而按一定次序由固定相中流出。,與適當(dāng)?shù)闹髾z測(cè)方法結(jié)合，實(shí)現(xiàn)混合物中各組分的分離與檢測(cè)。 兩相及兩相的相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成了色譜法的基礎(chǔ),2020/9/16,2.色譜法分類,(1)氣相色譜：流動(dòng)相為氣體（稱為載氣）。 按分離柱不同可分為：填充柱色譜和毛細(xì)管柱色譜； 按固定相的不同又分為：氣固色譜和氣液色譜,2020/9/16,液相色譜,(2)液相色譜：流動(dòng)相為液體（也稱為淋洗液）。 按固定相的不同分為：液固色譜和液液色譜。 離子色譜：液相色譜的一種，以特制的離子交換樹(shù)脂為固定相，不同pH值的水溶液為流動(dòng)相。,2020/9/16,(3)其他色

20、譜方法,薄層色譜和紙色譜： 比較簡(jiǎn)單的色譜方法,凝膠色譜法：測(cè)聚合物分子量分布。 超臨界色譜: CO2流動(dòng)相。 高效毛細(xì)管電泳: 九十年代快速發(fā)展、特別適合生物試樣分析分離的高效分析儀器。,2020/9/16,3.色譜分離過(guò)程,色譜分離過(guò)程是在色譜柱內(nèi)完成的。 填充柱色譜: 氣固(液固)色譜和氣液(液液)色譜，兩者的分離機(jī)理不同。 氣固(液固)色譜的固定相: 多孔性的固體吸附劑顆粒。 固體吸附劑對(duì)試樣中各組分的吸附能力的不同。 氣液(液液)色譜的固定相: 由 擔(dān)體和固定液所組成。 固定液對(duì)試樣中各組分的溶解能力的不同。 氣固色譜的分離機(jī)理: 吸附與脫附的不斷重復(fù)過(guò)程；

21、氣液色譜的分離機(jī)理： 氣液(液液)兩相間的反復(fù)多次分配過(guò)程。,2020/9/16, 氣相色譜分離過(guò)程,當(dāng)試樣由載氣攜帶進(jìn)入色譜柱與固定相接觸時(shí)，被固定相溶解或吸附; 隨著載氣的不斷通入，被溶解或吸附的組分又從固定相中揮發(fā)或脫附; 揮發(fā)或脫附下的組分隨著載氣向前移動(dòng)時(shí)又再次被固定相溶解或吸附; 隨著載氣的流動(dòng)，溶解、揮發(fā)，或吸附、脫附的過(guò)程反復(fù)地進(jìn)行。,2020/9/16, 分配系數(shù)K,組分在固定相和流動(dòng)相間發(fā)生的吸附、脫附，或溶解、揮發(fā)的過(guò)程叫做分配過(guò)程。在一定溫度下，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的濃度（單位：g / mL）比，稱為分配系數(shù)，用K 表示，即：,分配系數(shù)是色譜分離的依據(jù)。,20

22、20/9/16,色譜柱的柱效能 塔板高度： H=L/n,理論塔板數(shù),色譜柱長(zhǎng),同長(zhǎng)度的色譜柱塔板數(shù)越多，塔板高度H越小， 分離效果越好。,2020/9/16,色譜流出曲線與術(shù)語(yǔ),基線 無(wú)試樣通過(guò)檢測(cè)器時(shí)，檢測(cè)到的信號(hào)即為基線。 保留值,時(shí)間表示的保留值 保留時(shí)間（tR）：組分從進(jìn)樣到柱后出現(xiàn)濃度極大值時(shí)所需的時(shí)間；,（動(dòng)畫）,死時(shí)間（tM）：不與固定相作用的氣體（如空氣）的保留時(shí)間； 調(diào)整保留時(shí)間（tR ）：tR= tRtM,2020/9/16,用體積表示的保留值,保留體積（VR）： VR = tRF0 F0為柱出口處的載氣流量， 單位：m L / min。

23、死體積（VM）： VM = tM F0 調(diào)整保留體積(VR)： V R = VR VM,（動(dòng)畫）,2020/9/16, 相對(duì)保留值r21,組分2與組分1調(diào)整保留值之比： r21 = tR2 / tR1= VR2 / VR1,相對(duì)保留值只與柱溫和固定相性質(zhì)有關(guān)，與其他色譜操作條件無(wú)關(guān)，它表示了固定相對(duì)這兩種組分的選擇性。,2020/9/16, 區(qū)域?qū)挾?用來(lái)衡量色譜峰寬度的參數(shù)，有三種表示方法： 標(biāo)準(zhǔn)偏差()：即0.607倍峰高處色譜峰寬度的一半。 半峰寬(Y1/2)：色譜峰高一半處的寬度 Y1/2 =2.354 峰底寬(Wb)：Wb=4 ,2020/9/16,三、氣相色譜

24、結(jié)構(gòu)流程,載氣系統(tǒng),進(jìn)樣系統(tǒng),色譜柱,檢測(cè)系統(tǒng),溫控系統(tǒng),,,,,,,2020/9/16,氣相色譜儀,2020/9/16,結(jié)構(gòu)流程,,,,2020/9/16,四、氣相色譜儀主要部件,1. 載氣系統(tǒng) 包括氣源、凈化干燥管和載氣流速控制；,常用的載氣有：氫氣、氮?dú)狻⒑猓?凈化干燥管：去除載氣中的水、有機(jī)物等雜質(zhì)（依次通過(guò)分子篩、活性炭等）； 載氣流速控制：壓力表、流量計(jì)、針形穩(wěn)壓閥，控制載氣流速恒定。 載氣由壓縮氣體鋼瓶供給，經(jīng)減壓閥、穩(wěn)壓閥控制壓強(qiáng)和流速，由壓強(qiáng)計(jì)指示氣體壓強(qiáng)，然后進(jìn)入檢測(cè)器熱導(dǎo)池的參考臂，繼而進(jìn)入色譜柱。最后通過(guò)熱導(dǎo)池、流量計(jì)而放入大氣。,2020/9/16,氣相色譜對(duì)載氣的

25、基本要求： （1）純凈 通過(guò)活性炭或分子篩凈化器，除去載氣中的水分、氧等有害雜質(zhì)。 （2）穩(wěn)定 采用穩(wěn)壓閥或雙氣路方式：,2020/9/16,2. 進(jìn)樣裝置,進(jìn)樣裝置：進(jìn)樣器+氣化室； 氣體進(jìn)樣器（六通閥）：推拉式和旋轉(zhuǎn)式兩種。 試樣首先充滿定量管，切入后，載氣攜帶定量管中的試樣氣體進(jìn)入分離柱；,2020/9/16,液體進(jìn)樣器：,不同規(guī)格的專用注射器，填充柱色譜常用10L；毛細(xì)管色譜常用1L；新型儀器帶有全自動(dòng)液體進(jìn)樣器，清洗、潤(rùn)沖、取樣、進(jìn)樣、換樣等過(guò)程自動(dòng)完成，一次可放置數(shù)十個(gè)試樣。,氣化室：將液體試樣瞬間氣化的裝置。無(wú)催化作用。對(duì)汽化室的要求是：（1）體積?。唬?）熱容量大；（3）對(duì)

26、樣品無(wú)催化作用,2020/9/16,,,,,,,載氣入口,接色譜柱,散熱片,加熱塊,,,,,汽化室示意圖,2020/9/16,進(jìn)樣系統(tǒng),2020/9/16,3. 色譜柱（分離柱）,色譜柱：色譜儀的核心部件。 柱材質(zhì)：不銹鋼管或玻璃管，內(nèi)徑3-6毫米。長(zhǎng)度可根據(jù)需要確定。 柱填料：粒度為60-80或80-100目的色譜固定相。 液-固色譜：固體吸附劑 液-液色譜：擔(dān)體+固定液 柱制備對(duì)柱效有較大影響，填料裝填太緊，柱前壓力大，流速慢或?qū)?柱堵死，反之空隙體積大，柱效低。,2020/9/16,,色譜柱是氣相色譜儀的分離系統(tǒng)，它是色譜儀的核心部件，其作用是分離樣品。色譜柱主要

27、有兩類：填充柱和毛細(xì)管柱。 1）填充柱 填充柱由不銹鋼或玻璃材料制成，內(nèi)裝固定相，一般內(nèi)徑為24 mm，長(zhǎng)13m。填充柱的形狀有U型和螺旋型二種。 2）毛細(xì)管柱毛細(xì)管柱又叫空心柱，分為涂壁，多孔層和涂載體空心柱。涂壁空心柱是將固定液均勻地涂在內(nèi)徑0.l0.5 mm的毛細(xì)管內(nèi)壁而成，毛細(xì)管材料可以是不銹鋼，玻璃或石英。 毛細(xì)管色譜柱滲透性好，傳質(zhì)阻力小，而柱子可以做到長(zhǎng)幾十米。與填充往相比，其分離效率高（理論塔板數(shù)可達(dá)106）、分析速度塊、樣品用量小，但柱容量低、要求檢測(cè)器的靈敏度高，并且制備較難。,2020/9/16,分離系統(tǒng),2020/9/16,（1）固體固定相： 固體吸附劑包括活性碳

28、、硅膠、Al2O3、分子篩等；用于H2、O2、N2、CO、CO2、C1-C4的分離；,（2）液體固定相,固定液,2020/9/16,4. 檢測(cè)系統(tǒng),色譜儀的眼睛， 通常由檢測(cè)元件、放大器、顯示記錄三部分組成； 被色譜柱分離后的組分依次進(jìn)入檢測(cè)器，按其濃度或質(zhì)量隨時(shí)間的變化，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)電信號(hào)，經(jīng)放大后記錄和顯示，給出色譜圖； 檢測(cè)器：廣普型對(duì)所有物質(zhì)均有響應(yīng)； 專屬型對(duì)特定物質(zhì)有高靈敏響應(yīng)； 常用的檢測(cè)器：熱導(dǎo)檢測(cè)器、氫火焰離子化檢測(cè)器；,2020/9/16,檢測(cè)器 作用：將色譜分離后的各組分的量轉(zhuǎn)變成可測(cè)量的電信號(hào)，然后紀(jì)錄下來(lái)。,要求：靈敏度高線性范圍寬 響應(yīng)速度快結(jié)

29、構(gòu)簡(jiǎn)單 通用性強(qiáng),常用檢測(cè)器：熱導(dǎo)檢測(cè)器 氫火焰離子化檢測(cè)器 電子捕獲檢測(cè)器,2020/9/16,5. 溫度控制系統(tǒng),溫度是色譜分離條件的重要選擇參數(shù)； 氣化室、分離室、檢測(cè)器三部分在色譜儀操作時(shí)均需控制溫度； 氣化室：保證液體試樣瞬間氣化； 檢測(cè)器：保證被分離后的組分通過(guò)時(shí)不在此冷凝；,分離室：準(zhǔn)確控制分離需要的溫度。當(dāng)試樣復(fù)雜時(shí)，分離室溫度需要按一定程序控制溫度變化，各組分在最佳溫度下分離；,2020/9/16,在氣相色譜測(cè)定中，溫度是重要的指標(biāo)，它直接影響色譜柱的選擇分離、檢測(cè)器的靈敏度和穩(wěn)定性?？刂茰囟戎饕笇?duì)色譜柱爐，氣化室，檢測(cè)器三處的溫度控制。色譜柱的溫度控制方式有恒溫和程

30、序升溫二種。 對(duì)于沸點(diǎn)范圍很寬的混合物，往往采用程序升溫法進(jìn)行分析。程序升溫指在一個(gè)分析周期內(nèi)柱溫隨時(shí)間由低溫向高溫作線性或非線性變化，以達(dá)到用最短時(shí)間獲得最佳分離的目的。,2020/9/16,K是熱力學(xué)常數(shù)，隨溫度變化，溫度越高，K值越小，因此保留時(shí)間越短，據(jù)此，可通過(guò)柱溫調(diào)節(jié)分離程度。,2020/9/16,恒溫和程序升溫分析烴類化合物,2020/9/16,第七節(jié)工業(yè)pH計(jì)酸度儀,2020/9/16,pH計(jì)又稱酸度計(jì)，是測(cè)量溶液酸堿度的儀表。 工業(yè)pH計(jì)是能連續(xù)測(cè)量工業(yè)流程中水溶液的氫離子濃度的儀器。 一、 pH計(jì)的測(cè)量原理 工業(yè)pH計(jì)依據(jù)電位法測(cè)定溶液的pH值。 組成：發(fā)送部分和檢測(cè)部分。

31、 發(fā)送器由玻璃電報(bào)和甘汞電極組成，它的作用是把PH值轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)。工業(yè)pH計(jì)的測(cè)量?jī)x器一般用電子電位差計(jì)即可。,2020/9/16,一、 pH計(jì)的測(cè)量原理,電位測(cè)定法的基本原理是在被測(cè)溶液中插入兩個(gè)不同的電極，其中一個(gè)電極的電位隨溶液氫離子濃度的改變而變化，稱為工作電極；另一個(gè)電極具有固定的電位，稱為參比電極，這兩個(gè)電極形成一個(gè)原電池，如圖所示，穩(wěn)定兩電極間的電勢(shì)就可知道檢測(cè)溶液的pH值。,工業(yè)pH測(cè)量線路 1玻璃電極，2甘汞 電極，3pH指示表,2020/9/16,pH計(jì)組成示意圖,2020/9/16,電極電位和原電池 電極電位的產(chǎn)生 電極電位的大小 E0電極的標(biāo)準(zhǔn)電位 ; R氣體常數(shù)；

32、 T溶液的絕對(duì)溫度; F法拉第常數(shù)； n電極反應(yīng)中得失電子數(shù) 原電池,2020/9/16,氫電極 是指將氫放入含有氫離子的溶液中，由此產(chǎn)生的電位。 pH值測(cè)量方法 將待測(cè)溶液pH值的變化轉(zhuǎn)變成原電池電動(dòng)勢(shì)的變化進(jìn)行測(cè)量。,原電池示意圖,氫氫電極組成的原電池,2020/9/16,二、電極的結(jié)構(gòu),參比電極 常用的參比電極有甘汞電極和銀氯化銀電極。 甘汞電極 要滿足的三個(gè)條件：可逆性；重現(xiàn)性；穩(wěn)定性。標(biāo)準(zhǔn)氫電極基準(zhǔn)，電位值為零(任何溫度)。,2020/9/16,甘汞電極,2020/9/16,2020/9/16,銀-氯化銀電極 銀絲鍍上一層AgCl沉淀,浸在一定濃度的KCl溶液中即構(gòu)成了銀-氯化銀電極

33、。,2020/9/16,工作電極 pH計(jì)的工作電極有玻璃電極、氫醌電極和銻電極等。工業(yè)上常用的是玻璃電極，銻電極主要用于測(cè)量半固體、膠狀物及水油混合物中的pH值。,2020/9/16,玻璃電極,如圖所示為一種常用普通式pH玻璃電極。當(dāng)玻璃電極插入被測(cè)試樣時(shí)，在PH敏感玻璃膜內(nèi)部溶液(參比溶液)和被測(cè)溶液之間建立起氫離子的平衡狀態(tài)，對(duì)于給定的玻璃電極， H+是一個(gè)常數(shù)，則電極電位只與被測(cè)溶液氫離子濃度有函數(shù)關(guān)系。 玻璃電極受溫度的影響較大，必須把溫度補(bǔ)償電阻接入測(cè)量電路，以補(bǔ)償溫度對(duì)PH值測(cè)量的影響。玻璃電極的正常工作溫度在2 55之間。,2020/9/16,普通玻璃電極 1一導(dǎo)線 2

34、接地屏蔽線， 3一橡膠絕緣層 4一電極帽 5一樹(shù)脂充填物 6一高電阻玻璃 7一汞(電連接) 8一緩沖溶液 9一內(nèi)參比電極 10pH敏感玻璃,2020/9/16,玻璃膜的電位原理圖,玻璃電極,2020/9/16,玻璃電極的電阻與溫度的關(guān)系,2020/9/16,將鉑極片浸于飽和醌氫醌溶液中，即形成氫醌電極 氫醌電極的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快，但溫度影響大在高溫下電極電位不溫定等。 銻電極 是一種金屬金屬氧化物電極。其電極電位產(chǎn)生于金屬與覆蓋其表面上的氮化物的界面上。銻電極的結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，可用于半固體等混合物中的pH值的測(cè)最，但測(cè)量稿度不高。適用于環(huán)境條件惡劣的場(chǎng)合。,2020/9/1

35、6, pH發(fā)送器的電動(dòng)勢(shì) 玻璃電極和甘汞電極同時(shí)插在被測(cè)溶液是，就構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的pH發(fā)送器。其實(shí)質(zhì)是一個(gè)原電池。,2020/9/16,三、PHG-21B型工業(yè)pH計(jì),用于連續(xù)自動(dòng)分析、測(cè)量工業(yè)流程中水溶液的酸堿度。 儀表的組成,PHG-21B型工業(yè)pH計(jì)組成框圖,2020/9/16,酸度發(fā)送器 組成：參比電極、工作電極、溫度補(bǔ)償電阻、外殼。 作用：把工業(yè)流程中水溶液的pH值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電勢(shì)信號(hào)送給測(cè)量?jī)x表酸度指示器（高阻轉(zhuǎn)換器）。 分類： 可拆卸式測(cè)量敞口容器中溶液的酸堿度。 常壓沉入式測(cè)量敞口容器中對(duì)電極有微量污染的溶液的酸堿度。 常壓流通式適用于測(cè)量常壓管道中溶液的酸堿度。 壓力流通式適

36、用于測(cè)量壓力0.11.0MPa的流通管道溶液的酸堿度。必須外加氣壓補(bǔ)償。 常壓流通式帶自動(dòng)清洗發(fā)送器適用于測(cè)量常壓管道中對(duì)電極有微量污染的溶液的酸堿度。,2020/9/16,PHGF-12型沉入式酸度檢測(cè)器結(jié)構(gòu)圖,2020/9/16,PHGF-22型壓力流通式結(jié)構(gòu)圖,2020/9/16,PHGF-32型常壓流通式帶自動(dòng)清洗檢測(cè)器,2020/9/16,高阻轉(zhuǎn)換器 作用：將發(fā)送器輸出的高內(nèi)阻信號(hào)，送給顯示儀表指示相應(yīng)的pH值。,高阻轉(zhuǎn)換器工作原理圖,2020/9/16,儀表的安裝和調(diào)校 維護(hù)時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)： 玻璃電極勿倒置。甘汞電極內(nèi)從甘汞到陶瓷芯不能有氣泡，如有氣泡必須拆下清洗； 必須保

37、持玻璃接線柱、引線連接部分等的清潔，不能沾污油膩，切勿受潮和用汗手去摸，以免引起檢測(cè)誤差； 在安裝和拆卸發(fā)送器時(shí)，必須注意玻璃電極球泡不要碰撞，防止損壞，同時(shí)不宜接觸油性物質(zhì)。應(yīng)定時(shí)清洗玻璃泡可用0.1mol的HCl溶液清洗，然后浸在蒸餾水中活化。,2020/9/16,3.高阻轉(zhuǎn)換器檢查連接圖,2020/9/16,第八節(jié)工業(yè)電導(dǎo)儀,通過(guò)測(cè)定溶液的電導(dǎo)而求得溶液中電解質(zhì)濃度的方法稱為電導(dǎo)分析法。 工業(yè)電導(dǎo)儀又稱為濃度計(jì)。 電導(dǎo)：衡量電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量，電阻的倒數(shù)。單位：西門子 S，1S=1-1 電導(dǎo)率的物理意義：相距為1m, 面積為1m2的兩個(gè)平行板電極之間充滿電介質(zhì)溶液時(shí)的電導(dǎo)即相當(dāng)

38、于單位體積電解質(zhì)溶液所表現(xiàn)出來(lái)的電導(dǎo)（右圖所示）。 單位為 S.m-1,,2020/9/16,一、工業(yè)電導(dǎo)儀的測(cè)量原理,溶液的 電導(dǎo)與電導(dǎo)率,,2020/9/16,D:介電常數(shù) :介質(zhì)的黏度 T:絕對(duì)溫度 A，B為與電解質(zhì)價(jià)型有關(guān)的常數(shù),電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)與濃度的關(guān)系,電導(dǎo)率與溶液濃度的關(guān)系,2020/9/16,,2020/9/16,,2020/9/16, 溶液電導(dǎo)的測(cè)量方法 分壓測(cè)量線路 現(xiàn)在使用的電導(dǎo)儀一般采用電阻分壓原理，適用于低濃度、高電阻電解質(zhì)溶液的測(cè)量。,分壓法測(cè)量線路原理圖,2020/9/16,在測(cè)量低電阻時(shí)，為了防止極化現(xiàn)象，采用0002500HZ的高頻電壓也就是傳說(shuō)中的高頻滴定

39、法,Rx,2020/9/16,電橋測(cè)量線路 電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，因此由試驗(yàn)測(cè)出溶液的電阻，即可求出電導(dǎo)。測(cè)量溶液電阻要用(1000Hz)交流電橋，否則將改變電解質(zhì)溶液的組成。,,2020/9/16,平衡電橋法測(cè)量原理線路圖,不平衡電橋法測(cè)量原理線路圖,2020/9/16, 電導(dǎo)儀的刻度方法和電極常數(shù)的確定 濃度標(biāo)尺刻度方法 電導(dǎo)率標(biāo)尺刻度方法 電極常數(shù)K的確定方法,2020/9/16,二、電導(dǎo)檢測(cè)器,電導(dǎo)檢測(cè)器 是用來(lái)測(cè)量溶液電導(dǎo)的裝置，又稱為電導(dǎo)池，它是指包括電極在內(nèi)的充滿被測(cè)溶液的容器整體而言。 筒狀電極 環(huán)狀電極 工作電導(dǎo)池和參比電導(dǎo)池,筒狀電極,環(huán)狀電極,2020/9/16,電導(dǎo)池,20

40、20/9/16,影響溶液電導(dǎo)測(cè)量的因素 電極的極化 當(dāng)電流通過(guò)電極時(shí)會(huì)發(fā)生氧化或還原反應(yīng)而引起電極附近溶液的改變，產(chǎn)生極化現(xiàn)象，導(dǎo)致測(cè)量誤差。 消除：在電極表面鍍上一層粉末狀的鉑黑，增大表面積，電極間電流相對(duì)增加，引起被測(cè)液電導(dǎo)率相對(duì)上升的數(shù)值與極化引起電導(dǎo)率下降抵消，從而減少測(cè)量誤差。,2020/9/16,電極電容的影響 可采用提高電源電壓的頻率或增大電阻的方法消除。 溫度的影響,電導(dǎo)率的大小與溶液的溫度、離子的性質(zhì)和濃度有關(guān)，在其它條件一定時(shí)，離子的濃度越大，其電導(dǎo)率越大。,每變化1，電導(dǎo)率變化2%，通常以25為基準(zhǔn)溫度，其它溫度下?lián)Q算為25。,為溫度校正系數(shù)，取0.02,2020/9/1

41、6,消除溫度影響的方法： 電阻補(bǔ)償法 參比電導(dǎo)池補(bǔ)償法,電阻補(bǔ)償原理圖,2020/9/16,三、DDD-32B型工業(yè)電導(dǎo)儀,儀表的組成 檢測(cè)器轉(zhuǎn)換器 儀表的安裝與調(diào)校 儀表的安裝 儀表的調(diào)校 放大器校正 導(dǎo)線電容補(bǔ)償調(diào)整 溫度補(bǔ)償調(diào)整 儀表準(zhǔn)確度的檢查,2020/9/16,DDD-32B型工業(yè)電導(dǎo)儀組成框圖,2020/9/16,檢測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖,2020/9/16,DDD-32B型工業(yè)電導(dǎo)儀電氣原理圖,2020/9/16,第九節(jié) 有害氣體報(bào)警器,一、有害氣體報(bào)警器的結(jié)構(gòu) 有害氣體報(bào)警器主要由采樣器、檢測(cè)元件、放大電路、報(bào)警系統(tǒng)、顯示器和電源等部分組成，組成方框圖，如圖所示。,2020/9/16

42、,檢測(cè)器也叫傳感器，是報(bào)警器的最關(guān)鍵部件，它是由敏感元件和測(cè)量電路組成。敏感元件多為電阻式，將被測(cè)成分的含量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮璧淖柚底兓?。測(cè)量電路通常是一個(gè)電橋，將敏感元件的阻值轉(zhuǎn)變?yōu)椴黄胶怆妷簩?duì)外輸出，輸出的不平衡電壓與被測(cè)氣體的含量成對(duì)應(yīng)關(guān)系。本次任務(wù)將重點(diǎn)介紹一些常見(jiàn)的應(yīng)用較為廣泛的檢測(cè)器。,2020/9/16,二、常用檢測(cè)器,1、氣敏傳感器 氣敏傳感器是一種把氣體中特定成分的含量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件。根據(jù)電信號(hào)的強(qiáng)弱，就可以獲得待測(cè)氣體在環(huán)境中存在狀況的有關(guān)信息，并依此可以進(jìn)行檢測(cè)、監(jiān)控、報(bào)警，還可以通過(guò)接口電路與電子計(jì)算機(jī)或者微處理機(jī)組成自動(dòng)檢測(cè)、控制和報(bào)警系統(tǒng)。 常見(jiàn)的氣敏傳感器多為半導(dǎo)

43、體式，其結(jié)構(gòu)原理圖，如圖1 (a)、(b) 所示。它由塑料底座、電極引線、氣敏元件(燒結(jié)體)、雙層不銹鋼網(wǎng)(防爆用)以及包裹在燒結(jié)體中的兩組鉑絲組成。其中，一組鉑絲作為工作電極，另一組為加熱電極兼工作電極。,2020/9/16,(a)氣敏燒結(jié)體 (b)氣敏傳感器外形 圖 1 氣敏傳感器結(jié)構(gòu)與測(cè)量電路 1一端子；2一塑料底座；3一燒結(jié)體；4一不銹鋼網(wǎng)； 5一加熱電極； 6一工作電極；,2020/9/16,氣敏元件的工作原理十分復(fù)雜，涉及材料的結(jié)構(gòu)、化學(xué)吸附及化學(xué)反應(yīng)，又分面電導(dǎo)變化及體電導(dǎo)變化等不同解釋模式。在高溫下，當(dāng)N型半導(dǎo)體氣敏元件吸附上還原性氣體(如氫、一氧化碳、碳?xì)浠衔锖途凭?/p>

44、等)后，氣敏元件的電阻值將減??；若吸附氧化性氣體(如氧或N0等)后，氣敏元件的電阻值將增加。P型半導(dǎo)體氣敏元件情況相反，氧化性氣體使其電阻值減小，還原性氣體使其電阻值增加。,2020/9/16,氣敏元件工作時(shí)必須加熱，以加速被測(cè)氣體吸附或脫出，還可以燒去氣敏元件表面上的油垢或污垢物，起清洗作用。加熱溫度與元件輸出靈敏度有關(guān)，一般為200400。氣敏元件被加熱到穩(wěn)定狀態(tài)后，被測(cè)氣體接觸元件表面而被吸附，元件電阻值會(huì)產(chǎn)生較大變化。由于半導(dǎo)體氣敏傳感器是以被測(cè)氣體和半導(dǎo)體表面或氣體間的可逆反應(yīng)為基礎(chǔ)，所以能夠反復(fù)使用。,2020/9/16,半導(dǎo)體式氣敏傳感器的品種很多，其中金屬氧化物半導(dǎo)體材料制成的

45、數(shù)量最多，特性及用途也各異。金屬氧化物半導(dǎo)體材料主要有Sn02系列、Zn0系列及Fe2O3系列，由于它們的添加物質(zhì)不同，所以能夠檢測(cè)不同成分的氣體，主要用于檢測(cè)低濃度的可燃性氣體及毒性氣體，如C0、H2S、Cl2及乙醇、甲烷、丙烷、丁烷等碳?xì)湎禋怏w，其測(cè)量范圍為10310-6量級(jí)。,2020/9/16,2、接觸燃燒氣敏傳感器,接觸燃燒氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。在鉑絲線圈上包以氧化鋁和黏合劑形成球狀，再經(jīng)燒結(jié)而成，其外表面覆有鉑、鈀等稀有金屬催化層。 對(duì)鉑絲線圈通以電流，使其保持高溫(300400)，此時(shí)若與可燃性氣體接觸，可燃性氣體就會(huì)在催化層上燃燒，產(chǎn)生熱量，因此鉑絲線圈溫度就會(huì)上升，電

46、阻值隨之上升。測(cè)量電阻變化，就可以知道可燃?xì)怏w濃度。,2020/9/16,圖2 所示為接觸燃燒氣敏傳感器的測(cè)量電橋。在電橋中接一個(gè)補(bǔ)償器，起到平衡作用(補(bǔ)償器與傳感器結(jié)構(gòu)相同，只是沒(méi)有催化層)。當(dāng)空氣中有一定濃度的可燃性氣體，氣敏傳感器由于燃燒而阻值上升，電橋失去平衡，輸出不平衡電壓，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)作用。,2020/9/16,3、溫差火災(zāi)報(bào)警傳感器,溫差火災(zāi)報(bào)警傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖，如圖4所示，它由兩個(gè)溫度傳感器組成，一個(gè)溫度傳感器安裝在金屬板上，利用金屬板來(lái)檢測(cè)異常溫度；另一個(gè)溫度傳感器安裝在塑料殼體內(nèi)，它檢測(cè)正常室溫。在無(wú)火情時(shí)，兩溫度傳感器的溫度相同，輸出的電壓基本相等，無(wú)報(bào)警信號(hào)輸出。當(dāng)有火情

47、時(shí)，安裝在金屬板上的溫度傳感器受熱而溫度升高較快，而安裝在塑料殼體內(nèi)的溫度傳感器溫度上升很慢，則輸出一個(gè)溫度差的電壓信號(hào)。當(dāng)溫差電壓達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào),2020/9/16,圖4 溫差火災(zāi)報(bào)警傳感器,2020/9/16,4、煙霧傳感器,煙霧傳感器煙霧是是根據(jù)煙霧的有無(wú)來(lái)輸出信號(hào)的位式傳感器，通常有兩種類型。 、散射式 在發(fā)光管和光敏元件之間設(shè)置遮光屏，無(wú)煙霧時(shí)接收不到光信號(hào)，有煙霧時(shí)借微粒的散射光使光敏元件發(fā)出電信號(hào)。這種傳感器的靈敏度與煙霧種類無(wú)關(guān)。其原理示意如圖5(a)所示。,2020/9/16,圖5 煙霧傳感器,2020/9/16,、離子式 用放射性同位素镅241Am放射出微

48、量的射線，使附近空氣電離，當(dāng)平行平板電極間有直流電壓時(shí)，產(chǎn)生離子電流。有煙霧時(shí)，微粒將離子吸附，而且粒子本身也吸收射線，圖煙霧傳感器 其結(jié)果是離子電流減少。若再設(shè)置一個(gè)密封有純凈空氣的離子室作為參比對(duì)象，將兩者的離子電流比較，就可以清除外界干擾，得到可靠的檢測(cè)結(jié)果。這種傳感器的靈敏度與煙霧種類有關(guān)。其原理示意圖，如圖5(b)所示。,2020/9/16,三、可燃?xì)怏w報(bào)警器控制器詳細(xì)說(shuō)明,2020/9/16,可燃?xì)怏w報(bào)警控制器可接收檢測(cè)探頭的信號(hào)，實(shí)時(shí)顯示測(cè)量值，當(dāng)測(cè)量值達(dá)到設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，控制主機(jī)發(fā)出聲，光報(bào)警，同時(shí)輸出控制信號(hào)（開(kāi)關(guān)量接點(diǎn)輸出），提示操作人員及時(shí)采取安全處理措施，或自動(dòng)啟動(dòng)事先

49、連接的控制設(shè)備，以保障安全生產(chǎn)。JH系列可燃?xì)怏w報(bào)警器主機(jī)適用于各種工業(yè)報(bào)警控制，壁掛式安裝，安裝簡(jiǎn)單，操作方便，工作狀態(tài)穩(wěn)定，測(cè)量精度高?？扇?xì)怏w報(bào)警器分為：煤氣報(bào)警器、天然氣報(bào)警器、氫氣報(bào)警器等?？扇?xì)怏w報(bào)警器功能特點(diǎn)：液晶顯示接收標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字信號(hào)，開(kāi)關(guān)量高精度，誤差小于02%F.S，抗干擾能力好；一個(gè)通道到256通道可選；報(bào)警點(diǎn)及全部參數(shù)可按鍵設(shè)定。,2020/9/16,2020/9/16,四、工業(yè)可燃?xì)怏w/有毒有害氣體監(jiān)控方案,2020/9/16,將可燃性氣體檢測(cè)探頭安裝于需要監(jiān)測(cè)的地方，可以多點(diǎn)監(jiān)控，檢測(cè)不同氣體的探頭可以連到同一個(gè)主機(jī)，探頭通過(guò)主機(jī)供電，當(dāng)發(fā)生燃?xì)庑孤r(shí)，系統(tǒng)發(fā)出聲光

50、報(bào)警，同時(shí)啟動(dòng)排風(fēng)扇等設(shè)備。主機(jī)可實(shí)時(shí)顯示可燃?xì)怏w濃度，報(bào)警點(diǎn)隨時(shí)可設(shè)定或修改，可設(shè)定雙高限報(bào)警。報(bào)警主機(jī)可與計(jì)算機(jī)相連，通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)定所有參數(shù)，并實(shí)時(shí)顯示各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的可燃性氣體濃度。多臺(tái)主機(jī)可以同時(shí)以485總線連到一臺(tái)計(jì)算機(jī)上。 連接線纜建議選用0.75mm以上三芯屏蔽電纜，長(zhǎng)度在300米以內(nèi)； 控制器對(duì)每個(gè)探頭可以有兩點(diǎn)報(bào)警輸出；,2020/9/16,,1、采用專用的電化學(xué)傳感器，可靠性高、重復(fù)性好、穩(wěn)定性好且使用壽命長(zhǎng)。 2、具有遲滯功能，當(dāng)可燃性氣體濃度接近報(bào)警設(shè)定值時(shí)，避免繼電器觸點(diǎn)輸出不斷變化。 3、多種功能輸出，可輸出420mADC標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)或RS一485總線信號(hào)；當(dāng)有害氣體濃度超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，還可以輸出開(kāi)關(guān)報(bào)警信號(hào)。 4、金屬外殼，有較強(qiáng)的抗腐蝕和抗電磁干擾性能。 5、固定式有害氣體報(bào)警器一般裝在現(xiàn)場(chǎng)，一定要注意防塵、防水。,五、有害氣體報(bào)警器特點(diǎn),