第03章 过程参数的检测_3.pptVIP

3.7 成分和物性参数的检测 热导式气体成分检测 磁导式含氧量检测 红外线气体成分检测 电导式浓度检测 色谱分析 酸度（PH）检测 湿度检测 密度检测 水质浊度计 溶解氧分析仪 微量氧分析仪 可燃气体及有毒气体报警器 热导式气体成分检测 热导式气体成分检测方法可以用于检测氢气、二氧化碳、氨、二硫化碳等等成分。 磁导式含氧量检测 红外线气体成分检测 电导式浓度检测 略 色谱分析 酸度（PH）检测 湿度检测 密度检测 水质浊度计 溶解氧的检测 极谱型溶氧电极 微量氧分析仪 可燃气体及有毒气体报警器 该类仪器有三种形式：接触燃烧式、半导体气敏元件式、电化学式。 接触燃烧式：空气中的可燃气体扩散到检测元件时，在催化剂作用下产生无焰燃烧，是检测元件温度升高，电阻值增大。使电桥失去平衡输出与可燃气体浓度成正比的电压信号，送到二次仪表和报警。 半导体气敏元件式：半导体表面吸附可燃或有毒气体后，自由电子的移动发生变化，导致电阻值变化。吸附氧化气体电阻值减小，吸附还原气体电阻值增加，电阻值的变化程度与被测气体浓度相关。 电化学式：被测气样通过粉末冶金的隔爆片和薄膜扩散到传感器集气区的两个电极上，通过氧化、还原的电化学反应产生一个与气体浓度成正比的电流，从而获得被测气体的浓度值。 3.7.2 成分、物性参数检测的静态特性 对试样进行预处理，保证进入发送器的气体试样介质洁净、干燥、常温和无腐蚀； 去除背景气体中的干扰组分； 保持发送器的供电电压稳定，供电电流恒定； 周围温度恒定； 保持进入发送器的气体流量稳定； 设置温度补偿装置，消除流体温度变化的影响； 合理选择取样点位置，使试样具有代表性。 3.8 其他变量检测 位移量检测 转速检测 振动检测 厚度检测 火焰检测 重量检测 位移量检测 转速检测 振动检测 厚度检测 火焰检测 重量检测 其它 —过程控制基础及应用— 黑龙江大学化学化工学院化工系 * 成分和物性参数检测方法 成分、物性参数检测的静态特性 成分、物性参数检测的动态特性 3.7.1 成分和物性参数检测方法 热导式气体成分检测是利用各种气体的导热系数不同来测出气体的成分。 基本工作原理 测量条件 待测组分的导热系数与混合气体中其余组分的导热系数相差有大，保证足够的灵敏度； 其余各组分的导热系数要相等或非常接近。 测量方法 由于混合气体的导热系数随待测组分的体积含量变化，根据测出的混合气体导热系数即可得出待测组分的含量。 将混合气体以一定流速引入导热池，利用恒定电流加热导热池中的铂丝，铂丝的平衡温度取决于混合气体的导热系数，即待测组分的含量。 基本工作原理 由于烟气中非氧成分的容积的磁化率很小，且有正、有负，所以混合气体的容积磁化率取决于氧成分的含量，因此就可以根据混合气体容积磁化率的大小测量其中氧的含量。 在外磁场作用下，物质会发生磁化，物质中的磁化感应强度由外磁场的磁感应强度与被磁化的物质产生的内附磁场强度H/迭加而成，附加磁场的大小与外磁场强度成正比，可表示为 B=H+H/=H+4πKH=H(1+4πK)=μH 式中：B—物质中的磁感应强度； H—外磁场的磁感应强度； K—物质的容积磁化率； μ—物质的磁化率。 K0（或μ1）的物质，附加磁场与外磁场方向相同，叫顺磁物质，在不均匀的外磁场中受磁场的吸引；K0（或μ1）的物质，附加磁场与外磁场方向相反，叫逆磁性物质，他们在不均匀的外磁场中受排斥。 K的绝对值大，物质在外磁场中所受到的吸引或排斥力就大。在烟气的各组成成分中，只有CH4与O2是顺磁物质，其它成分均为逆磁性物质，CH4的K值比O2的小的多。而CH4在烟气中的含量极少。 测量方法 如图所示环管式热磁式氧量计传感器是一个中间有通道的环形气室，待测气体进入环形气室候沿两侧向上走，有出口排出，如果没有外磁场存在，中间通道两侧的气流是对称的，在中间通道中没有气体流动。 国产的热磁式氧量计的发送器有两种型式：环管式、直管式。 在中间通道的外壁绕有两个铂加热电阻丝，R1和R2。他们同时又起监测温度的测温元件作用，与R3、R4组成测量桥路，电桥的输出送给二次仪表。R1和R2在通道两侧，分别感受两侧的温度差别。 在中间通道的左端加一个恒定的外磁场，待测气体中含有氧气时，受磁场的吸引，顺磁性的氧气（也会有少量的其他气体）被吸入磁场，进入到中间通道，被外绕的铂电阻丝加热，温度升高，磁化率大降。由于外部环室中的冷气体的磁化率远高于通道内的热气体，因此，冷气体把热气体挤出磁场，形成磁风（热磁对流）。 热磁对流使R1被带走的热量比R2多(因为冷气体先经过R1) ，R1的温度也就低于R2的温度