热导式气体分析仪

气体分析仪分类原理1.热导法热导法是通过测量气体导热性质来分析气体成分。

该方法利用气体的导热系数与成分之间的关系进行测量。

常见的热导法气体分析仪有热导率仪和热检波器。

热导率仪通过测量气体热导率的变化来确定气体成分的含量。

热检波器则是利用气体通过感热元件时产生的电压变化来分析气体成分。

2.光谱分析光谱分析是利用物质对光的吸收、散射、发射等特性来分析气体成分的方法。

常见的光谱分析方法包括紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和拉曼散射光谱。

紫外可见吸收光谱通过测量气体对紫外可见光的吸收来判断气体成分。

红外吸收光谱是利用气体对红外光的吸收特性来分析气体成分。

拉曼散射光谱则是通过测量气体散射出的特定频率的光来分析气体成分。

3.色谱分析色谱分析是一种通过气体在固体或液体的吸附和解吸作用下在色谱柱中分离和分析的方法。

常见的色谱分析技术包括气相色谱和液相色谱。

气相色谱是利用气体在其中一种固体填充剂上吸附和解吸的特性来分离和分析气体成分。

液相色谱则是通过气体在液体流动相中溶解、扩散和沉淀的特性来分离和分析气体成分。

4.电化学法电化学法是利用气体在电极上与电子或离子发生氧化还原反应而进行分析的方法。

常见的电化学法气体分析仪有电化学气体传感器和燃气检测仪。

电化学气体传感器通过测量气体与电极发生的氧化还原反应产生的电流或电压变化来分析气体成分。

燃气检测仪则是利用气体与电极上催化剂发生氧化还原反应来检测气体浓度。

以上是常见的气体分析仪分类原理，不同的原理和方法适用于不同的气体和应用领域。

随着科技的发展，气体分析仪的原理和技术也在不断更新和改进，以提高分析的精度和灵敏度。

【资料】－热导检测器（TCD）原理及操作注意事项热导检测器热导检测器（TCD）是利用被测组分和载气的热导系数不同而响应的浓度型检测器，有的亦称热丝检测器（HWD）或热导计、卡他计（katherometer或Catherometer），它是知名的整体性能检测器，属物理常数检测方法。

一、工作原理TCD由热导池及其检测电路组成。

图3-2-1下部为TCD与进样器及色谱柱的连接示意图，上部为惠斯顿电桥检测电路图。

载气流经参考池腔、进样器、色谱柱，从测量池腔排出。

R1、R2为固定电阻；R3、R4分别为测量臂和参考臂热丝。

当调节载气流速、桥电流及TCD温度至一定值后，TCD处于工作状态。

从电源E 流出之电流I 在A 点分成二路i1、i2 至B 点汇合，而后回到电源。

这时，两个热丝均处于被加热状态，维持一定的丝温Tf，池体处于一定的池温Tw。

一般要求Tf与Tw差应大于100℃以上，以保证热丝向池壁传导热量。

当只有载气通过测量臂和参考臂时，由于二臂气体组成相同，从热丝向池壁传导的热量相等，故热丝温度保持恒定；热丝的阻值是温度的函数，温度不变，阻值亦不变；这时电桥处于平衡状态：R1•R3＝R2•R4, 或写成R1/R4＝R2/R3。

M、N二点电位相等，电位差为零，无信号输出。

当从2进样，经柱分离，从柱后流出之组分进入测量臂时，由于这时的气体是载气和组分的混合物，其热导系数不同于纯载气，从热丝向池壁传导的热量也就不同，从而引起两臂热丝温度不同，进而使两臂热丝阻值不同，电桥平衡破坏。

M、N二点电位不等，即有电位差，输出信号。

二、热导池由热敏元件和池体组成1 热敏元件热敏元件是TCD的感应元件，其阻值随温度变化而改变，它们可以是热敏电阻或热丝。

（1）热敏电阻．．．．热敏电阻由锰、镍、钴等氧化物半导体制成直径约为0.1～1.0mm 的小珠，密封在玻壳内。

热敏电阻有三个优点．．：①热敏电阻阻值大（5～50kΩ），温度系数亦大，故灵敏度相当高。

热导原理氢气分析仪
一、氢气分析仪概述
氢气分析仪本仪表利用待分析组分和背景组分导热系数的差异，且混合气体导热系数随待分析组分变化而变化这一特性进行工作，由热导式气体传感器与智能信号转换器构成的在线分析仪表具有测量范围宽、稳定性好、响应时间短的特点，用于非防爆场合氢含量的自动分析。

该仪表适用于化肥厂生产流程、发电机冷却机组、裂解制气等行业的氢含量在线分析。

5、样气温度：0～45℃
6、工作环境温度：-5℃～45℃
7、样气流量：300ml/min
8、线性输出：4—20 m A（最大负载750Ω）
9、校准周期：12个月
10、功耗：≤20W
11、外壳保护：金属外壳喷漆
12、电源电压：220VAC±10%
13、外形尺寸：144×144×300(宽×高×深)
14、开孔尺寸：138×138（宽×高）
15、4-20MA输出档位选择：Ⅰ：0～5%、Ⅱ：0～10%、Ⅲ：0～30%、Ⅳ：30～80%、Ⅴ：0～100%H2
四、产品特点
1、测量数据自动储存，具有无纸记录仪功能
2、大屏幕液晶点阵显示，中文菜单式功能选择
3、带有新型微处理器的信号变送器，操作十分方便
4、测量浓度上下限报警任意设定
5、通讯4-20MA输出
6、在线分析，实时监控。

一、质谱仪基本原理质谱计，是分离和检测不同同位素的仪器。

它根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。

具体工作过程为：质谱仪以离子源、质量分析器和离子检测器为核心。

离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置。

电离后的分子因接受了过多的能量会进一步碎裂成较小质量的多种碎片离子和中性粒子。

它们在加速电场作用下获取具有相同能量的平均动能而进入质量分析器。

质量分析器是将同时进入其中的不同质量的离子，按荷质比q/m（q为电荷，m为质量）大小分离的装置。

分离后的离子依次进入离子检测器，采集放大离子信号，经计算机处理，绘制成质谱图。

优点：测量气体种类多，测试速度快，灵敏度高，结果精确，稳定性和重复性也较高。

缺点：是价格偏高，仪器机构复杂，需要专业人员维护；要求环境高。

二、气相色谱仪的基本原理检测混合物由载气（载气特性为惰性气体，不应与样品和溶剂反应。

一般可选用且常用的载气有氢气，氮气，氦气。

氦气有最好的分离柱效果，氦气用于热导式测量组件，氢气用于当氦气不能使用的场合，另一为氦气和氢气的混合气可得到较快的响应）带入，检测混合物通过色谱柱（通常为填充柱和毛细管柱）与色谱柱内固定相（我们把色谱柱内不移动，起分离作用的填料称为固定相）相互作用，这种相互作用大小的差异使各混合物各组分按先后次序从流出，并且依次导入检测器，从而得到各组分的检测信号。

按照导入检测器的先后次序，经过对比，可以区别出是什么组分，根据峰高度或峰面积可以计算出各组分含量。

主要特点气相色谱仪因为检测器的不同而具有不同的优缺点。

2.1氢火焰检测器气相色谱仪氢火焰检测器(FID, flame ionization detector)是利用氢火焰作电离源，使被测物质电离，产生微电流的检测器。

它是破坏性的、典型的质量型检测器。

优点：对几乎所有的有机物均有响应，特别是对烃类化合物灵敏度高，而且响应值与碳原子数成正比；对H2O、CO2和CS2等无机物不敏感；对气体流速、压力和温度变化不敏感。

热导式氢气分析仪的原理如何？
热导式氢气分析仪器是一种结构简单、性能稳定、价廉、技术上较为成熟的仪器。

可用在气体浓度的在线测量上，被广泛地用于石油化工生产中;
但是热导式分析仪器对气体的压力波动、流量波动十分敏感，介质中水汽、颗粒等杂质对测量影响较大;
如何合理设计采样预处理系统是用好热导式分析仪器的关键。

测量元法的选择
热导式分析仪器的工作原理是利用各种气体不同的热导系数，即具有不同的热传导速率来进行测量的。

当被测气体以恒定的流速流入分析仪器时，热导池内的铂热电阻丝的阻值会因被测气体的浓度变化而变化;
运用惠斯顿电桥将阻值信号转换成电信号，通过电路处理将信号放大、温度补偿、线性化，使其成为测量值。

氢气浓度的测量一般采用热导式气体分析仪器、气相色谱分析仪器等;
由于氢气的热导系数较高，一般测量氢气浓度的分析仪器都采用热导原理。

混合氢中各组成分浓度及热导系数λ0×10-5cal/(cm.s.℃)。

采样预处理系统一般要考虑如下环节：
a.对样气降压、稳压措施。

b.对样气的除尘、分液、除湿。

c.系统的流量调节。

d.减少测量纯滞后的样气旁路措施。

e.校验回路的设置。

热导检测器是目前气相色谱仪上应用的较为广泛的一种通用型检测器，对有机、无机样品均有响应，而且不破坏样品，可用于常量和微量分析。

气相色谱仪热导检测器是用热电阻式传感器组成的一种检测装置，是基于气体热传导原理和热电阻效应。

本检测器的热电阻是采用铼钨丝材料制成的热导元件。

并装在金属(不锈钢或黄铜)热导池池体的气室中，在电路上联接成典型惠斯顿电桥电路。

当热导池气室中流经的载气成份和流量稳定，热导池池体温度恒定，流经钨铼丝热电阻的电流恒定时，热电阻上产生的热能与通过载气热传导到池体等因素所失散的热能相平衡，由钨铼丝热电阻组成的电桥电路就处于平衡状态。

当被测气体组份被载气带入气室时，就发生了一系列的变化：气室中的气体组成变化®混合气体导热系数变化®热电阻温度变化®热电阻阻值变化®电桥平衡被破坏，就输出了相应的电讯号，这个讯号与被测气体浓度成一定的线性函数关系，并由二次讯号记录仪表记录下来，这就是气体分析用热导检测的工作原理。

影响气相色谱仪热导检测器的灵敏度因素很多，其中热导元件的阻值、池体气室的孔径、热导池测量电路等参数都是生产厂家定型设计好的，与用户操作使用直接有关的影响因素有：a.桥电流，桥电流大，灵敏度高，但受稳定性限制，具体设置还要看使用的载气种类和热导池工作温度，应参考热导池给定曲线图。

在满足分析灵敏度条件下，桥电流适当小些，可增加稳定性和延长热导池寿命。

当应用H2气作载气时，桥电流一般使用在80～160mA，当应用Ar作载气时，桥电流一般使用在70～80mA。

b.热导池作温度，温度越高，灵敏度越低，降低工作温度将受到被测样品的沸点和温度控制的限制。

c.载气纯度，载气纯度提高，可提高检测灵敏度。

d.载气流量，载气流量越小，灵敏度越高，这个影响因素在H2、He作载气时不甚明显，而在应用Arn2作载气时影响较明显。

例如Ar 载气流量为7～8ml/min时，比流量为30ml/min时的检测灵敏度有成倍的提高。

热导原理氢气分析仪引言：氢气广泛应用于工业生产中，如化工、电子、石化等领域。

然而，氢气是一种易燃易爆气体，长期处于高浓度环境下可能会导致安全隐患。

因此，为了监测和控制氢气的浓度，开发了热导原理氢气分析仪。

本文将详细介绍热导原理氢气分析仪的工作原理、结构组成以及应用。

一、工作原理1.传感器：热导氢气分析仪的核心组件是传感器。

该传感器由两个热电偶组成，一个做参比温度测量，另一个用于测量混合气体的温度。

传感器中的参比温度保持恒定，传感器的温度差与氢气的热导率成正比关系。

2.热导率测量：当测试气体中存在氢气时，传感器中的热电偶受到氢气的热导率影响，导致测量温度的不同。

通过测量两个热电偶之间的温差，可以计算出氢气浓度。

3.数据处理：通过将测量到的温差与已知氢气浓度的标准曲线进行比对，可以得到准确的氢气浓度。

根据需要，可以通过仪器上的显示屏或计算机软件等方式来显示和记录氢气浓度数据。

二、结构组成1.传感器：传感器是热导原理氢气分析仪的核心组件，用于测量混合气体的温度差。

通常采用高精度的热电偶传感器，能够快速响应氢气浓度变化。

2.控制电路：控制电路是热导原理氢气分析仪的控制中心，用于对传感器进行电流供应和测量温差。

控制电路还负责处理传感器测量数据，通过内置算法计算出氢气浓度并进行校准。

3.显示装置：显示装置用于显示氢气浓度和其他相关信息，通常采用数码显示屏或液晶显示屏。

有些氢气分析仪还可以通过通讯接口与计算机进行连接，实现数据记录和遥控操作。

三、应用领域1.工业生产：在石化、化工、电子等领域，热导原理氢气分析仪可以用于监测和控制氢气浓度，避免氢气泄漏导致的安全事故。

2.能源领域：在燃料电池等能源领域，热导原理氢气分析仪可以用于测试氢气纯度，保证燃料电池的正常运行。

3.实验研究：在化学实验室中，热导原理氢气分析仪可以用于测量氢气的浓度，帮助研究人员探索氢气的性质和化学反应等。

4.环境监测：热导原理氢气分析仪可以用于检测氢气在环境中的浓度，以及判断是否存在氢气泄漏。