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煤气分析仪的基本原理

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煤气分析仪的基本原理

发布日期:2019-10-14 08:36 来源:http://www.dlltkj.net 点击:

    煤气分析仪采用的是色谱分析原理,色谱法是一种物理的分析方法,它利用混合物中各组分在不同两相间分配系数的差异,而使混合物等得到分离。当两相作相对运动时,分配系数大的组分不容易被流动相带走,因而它在固定相中滞留时间长,而分配系数小的组分没滞留时间短。经过一定时间后,各组分得以分离。

    气相色谱仪主要由取样和预处理装置、检测器、信号放大电路、显示记录及数据处理部件、控制器五部分组成。分析气经过取样和预处理装置除去污物和水分获得干净、干燥的气体,在载气的携带下进入检测器,检测器通过某种原理使其转换成微弱的电信号,然后再经信号放大电路处理后进行数据处理,最后送显示记录器。

 气相色谱仪流程图.jpg

    检测器是一种换能装置,它是色谱仪的一个重要部件。检测器的作用是把由色谱柱流出的载气中样品组分含量的变化,通过某种原理使其转换成电信号,以便能自动记录。在高炉煤气分析仪中使用的是热导式检测器,该检测器属于微分浓度型检测器,其输出信号与已分离组分在载气中的浓度成比例,色谱峰上的每一点都对应于该瞬间组分在载气中的浓度。 

    热导式检测器(TCD)具有线性范围宽,对有机物和无机物都有响应,对样品没有破坏作用,且结构简单,价格低廉,维护方便等特点。任何物质都具有导热的性能,不同的物质热导率不同,其导热的能力也不一样。热导率大,其导热就快,热导率小,其导热就慢。气体的热导率最小,不同的气体热导率不同,而且还随温度、压力的变化而变化。被分析的混合气体,被色谱柱分离成一个个单一组分后,随载气依次进入热导池检测器中的热导池。由于各组分的热导率和浓度不同,它们各自导出的热量就不同,将这些热量的变化转变成电阻值的变化,再转变成电量的变化,并把它测量出来。

热导式检测器TCD 

    热导池由热丝、池槽和池体三部分组成。热导池体由不锈钢、铜、铝合金制成,多为圆柱形。尺寸大小没有一定的规定,池体大,热容大,稳定性就好。池体内有四个孔,分别放有一个热敏元件,组成四个桥臂,连接成惠斯登电桥。热导式检测器的主要噪声来自于热噪声,而热噪声主要是由于四个池室的壁温及四个热丝温度的不同或变化不一致引起的,因此必须将四个池室装在一块池体内。为了进一步消除热噪声,热导池还必须恒温,即置于恒温槽内。为了防止样品和固定液流失玷污检测器,要求池体温度和柱温接近或略高一些。 

    热丝是构成热导池检测器的关键元件。为了提高灵敏度,要求电阻丝具有较大的温度系数和冷态电阻值,并且具有阻值稳定,耐腐蚀,不与被测气体起化学反应,寿命长,加工容易等特点。目前普遍采用铂丝。

    热导式检测器的色谱柱、热导池都要在一定的温度下工作才会达到最好的效果,而且这个温度最好恒定不变,或允许变化很小。对热导池检测器,温度控制非常重要,为保证零点稳定度,需要把温度变化控制在0.01℃之内,这就必须用恒温槽的办法来控制温度。煤气分析仪采用色谱法检测煤气、液化气中H2、O2、N2、CH4、CO、CO2等成分的含量。效果显著,应用广泛。


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