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气体分析仪的种类和性能指标
作者:admin  来源:本站  发表时间:2013/7/24 15:40:07  点击:2408
      气体分析仪是测量气体成分的流程分析仪表,由于被分析气体的千差万别和分析原理的多种多样,气体分析仪器的种类繁多。常用的有热导式气体分析仪器、电化学式气体分析仪器和红外线吸收式分析仪等。

 

    热导式气体分析仪器

    热导式气体分析仪的热敏元件主要有半导体敏感元件和金属电阻丝两类。半导体敏感元件体积小、热惯性小,电阻温度系数大,所以灵敏度高,时间滞后小。在铂线圈上烧结珠形金属氧化物作为敏感元件,再在内电阻、发热量均相等的同样铂线圈上绕结对气体无反应的材料作为补偿用元件。这两种元件作为两臂构成电桥电路,即是测量回路。半导体金属氧化物敏感元件吸附被测气体时,电导率和热导率即发生变化,元件的散热状态也随之变化。元件温度变化使铂线圈的电阻变化,电桥遂有一不平衡电压输出,据此可检测气体的浓度。热导式气体分析仪的应用范围很广,除通常用来分析氢气、氨气、二氧化碳、二氧化硫和低浓度可燃性气体含量外,还可作为色谱分析仪中的检测器用以分析其他成分。

 

    电化学式气体分析仪

    它根据化学反应所引起的离子量的变化或电流变化来测量气体成分。为了提高选择性,防止测量电极表面沾污和保持电解液性能,一般采用隔膜结构。常用的电化学式分析仪有定电位电解式和伽伐尼电池式两种。定电位电解式分析仪的工作原理是在电极上施加特定电位,被测气体在电极表面就产生电解作用,只要测量加在电极上的电位,即可确定被测气体特有的电解电位,从而使仪表具有选择识别被测气体的能力。伽伐尼电池式分析仪是将透过隔膜而扩散到电解液中的被测气体电解,测量所形成的电解电流,就能确定被测气体的浓度。通过选择不同的电极材料和电解液来改变电极表面的内部电压从而实现对具有不同电解电位的气体的选择性。

 

    红外线吸收式分析仪

    根据不同组分气体对不同波长的红外线具有选择性吸收的特性而工作的分析仪表。测量这种吸收光谱可判别出气体的种类;测量吸收强度可确定被测气体的浓度。红外线分析仪的使用范围宽,不仅可分析气体成分,也可分析溶液成分,且灵敏度较高,反应迅速,能在线连续指示,也可组成调节系统。工业上常用的红外线气体分析仪器的检测部分由两个并列的结构相同的光学系统组成。

 

    气体分析仪表的主要性能指标

一类性能指标与仪器的工作范围和工作条件有关。工作范围主要是指测量对象、测量范围等;工作条件包括环境条件、样品条件、供电供气要求,仪表的防爆性能和防护等级等。
   另一类性能指标与仪器的分析信号,即仪器的响应值有关。这类指标主要有灵敏度、检出限、重复性、准确度、分辨率、稳定性、线性范围、响应时间等。
   检出限(limit of detection——是指能产生一个确证在样品中存在被测物质的分析信号所需的该物质的最小含量或最小浓度,是表征和评价分仪器检测能力的基本指标。
   重复性(repeatability)——又称重复性误差。重复性误差是指仪器在操作条件不变的情况下,多次分析结果之间的偏差。
  精密度——是指多次重复测定同一量时各次测定值之间彼此相符合的程度,表示测定过程中随机误差的大小,一般用标准偏差表征。
  仪器的准确度(accuracy——是指在一定测量条件下,多次测定的平均值与真值相符合的程度,表示仪器的指示值接近真值的能力。仪器的准确度有称精确度,简称精度。
  分辨率(resolution)——又称分辨力或分辨能力,是指仪器能区分开最邻近示量值的能力。
  稳定性——是指在规定的工作条件下,仪器保持其计量特性不变的能力。分析仪器的稳定性,主要是指分析仪器响应值随时间的变化特性。稳定性可用噪声和漂移来表征。
  线性范围——是指校正曲线所跨越的最大线性区间,用来表示对被测组分含量或浓度的适应性。仪器的线性范围越宽越好。
  线性度——又称线性度误差或非线性误差,一般是指仪表的输出曲线与相应直线之间的最大偏差,用该偏差与仪器量程的百分数表示。

 

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