測(cè)量氣體成分的流程分析儀表。在很多生產(chǎn)過程中，特別是在存在化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過程中，僅僅根據(jù)溫度、壓力、流量等物理參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制常常是不夠的。
由于被分析氣體的千差萬別和分析原理的多種多樣，氣體分析儀的種類繁多。常用的有熱導(dǎo)式氣體分析儀、電化學(xué)式氣體分析儀和紅外線吸收式分析儀等。
原理
主要利用氣體傳感器來檢測(cè)環(huán)境中存在的氣體種類，氣體傳感器是用來檢測(cè)氣體的成份和含量的傳感器。
一般認(rèn)為，氣體傳感器的定義是以檢測(cè)目標(biāo)為分類基礎(chǔ)的，也就是說，凡是用于檢測(cè)氣體成份和濃度的傳感器都稱作氣體傳感器，不管它是用物理方法，還是用化學(xué)方法。
比如，檢測(cè)氣體流量的傳感器不被看作氣體傳感器，但是熱導(dǎo)式氣體分析儀卻屬于重要的氣體傳感器，盡管它們有時(shí)使用大體一致的檢測(cè)原理。
種類
熱導(dǎo)式
一種物理類的氣體分析儀表。它根據(jù)不同氣體具有不同熱傳導(dǎo)能力的原理，通過測(cè)定混合氣體導(dǎo)熱系數(shù)來推算其中某些組分的含量。
這種分析儀表簡單可靠,適用的氣體種類較多,是一種基本的分析儀表。但直接測(cè)量氣體的導(dǎo)熱系數(shù)比較困難，所以實(shí)際上常把氣體導(dǎo)熱系數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，再用電橋來測(cè)定。
熱導(dǎo)式氣體分析儀的熱敏元件主要有半導(dǎo)體敏感元件和金屬電阻絲兩類。半導(dǎo)體敏感元件體積小、熱慣性小，電阻溫度系數(shù)大,所以靈敏度高,時(shí)間滯后小。
在鉑線圈上燒結(jié)珠形金屬氧化物作為敏感元件，再在內(nèi)電阻、發(fā)熱量均相等的同樣鉑線圈上繞結(jié)對(duì)氣體無反應(yīng)的材料作為補(bǔ)償用元件。
這兩種元件作為兩臂構(gòu)成電橋電路，即是測(cè)量回路。半導(dǎo)體金屬氧化物敏感元件吸附被測(cè)氣體時(shí)，電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率即發(fā)生變化，元件的散熱狀態(tài)也隨之變化。
元件溫度變化使鉑線圈的電阻變化，電橋遂有一不平衡電壓輸出，據(jù)此可檢測(cè)氣體的濃度。熱導(dǎo)式氣體分析儀的應(yīng)用范圍很廣，除通常用來分析氫氣、氨氣、二氧化碳、二氧化硫和低濃度可燃性氣體含量外，還可作為色譜分析儀中的檢測(cè)器用以分析其他成分。
熱磁式
熱磁式氧分析儀
其原理是利用煙氣組分中氧氣的磁化率特別高這一物理特性來測(cè)定煙氣中含氧量。氧氣為順磁性氣體(氣體能被磁場(chǎng)所吸引的稱為順磁性氣體)，在不均勻磁場(chǎng)中受到吸引而流向磁場(chǎng)較強(qiáng)處。
在該處設(shè)有加熱絲，使此處氧的溫度升高而磁化率下降，因而磁場(chǎng)吸引力減小，受后面磁化率較高的未被加熱的氧氣分子推擠而排出磁場(chǎng)，由此造成"熱磁對(duì)流"或"磁風(fēng)"現(xiàn)象。
在一定的氣樣壓力、溫度和流量下，通過測(cè)量磁風(fēng)大小就可測(cè)得氣樣中氧氣含量。
由于熱敏元件(鉑絲)既作為不平衡電橋的兩個(gè)橋臂電阻，又作為加熱電阻絲，在磁風(fēng)的作用下出現(xiàn)溫度梯度，即進(jìn)氣側(cè)橋臂的溫度低于出氣側(cè)橋臂的溫度。不平衡電橋?qū)㈦S著氣樣中氧氣含量的不同，輸出相應(yīng)的電壓值。
熱磁式氧分析儀具有結(jié)構(gòu)簡單、便于制造和調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)。
電化學(xué)式
一種化學(xué)類的氣體分析儀表。它根據(jù)化學(xué)反應(yīng)所引起的離子量的變化或電流變化來測(cè)量氣體成分。為了提高選擇性，防止測(cè)量電極表面沾污和保持電解液性能，一般采用隔膜結(jié)構(gòu)。
常用的電化學(xué)式分析儀有定電位電解式和伽伐尼電池式兩種。
定電位電解式分析儀的工作原理是在電極上施加特定電位，被測(cè)氣體在電極表面就產(chǎn)生電解作用，只要測(cè)量加在電極上的電位，即可確定被測(cè)氣體特有的電解電位，從而使儀表具有選擇識(shí)別被測(cè)氣體的能力。
伽伐尼電池式分析儀是將透過隔膜而擴(kuò)散到電解液中的被測(cè)氣體電解，測(cè)量所形成的電解電流，就能確定被測(cè)氣體的濃度。
通過選擇不同的電極材料和電解液來改變電極表面的內(nèi)部電壓從而實(shí)現(xiàn)對(duì)具有不同電解電位的氣體的選擇性。
氣體分析儀是用于分析氣體組成成分的儀表，它屬于流程分析儀表中的一種。氣體分析儀是化學(xué)參數(shù)測(cè)量儀表，在很多工業(yè)生產(chǎn)過程中，氣體分析儀表的地位與壓力儀表、流量儀表等物理參數(shù)測(cè)量儀表是不相上下的，能起到控制生產(chǎn)環(huán)境、減少安全事故等重要作用。
1、氣體分析儀在化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)中的應(yīng)用
氣體分析儀多應(yīng)用于存在化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過程，例如氨氣合成流程中，在使用溫度儀表和壓力儀表控制反應(yīng)環(huán)境以外，還需要使用氣體分析儀表來分析進(jìn)氣的化學(xué)成分，控制氫氣和氨氣之間的合理比例，這樣才能最大限度的提高氨氣合成率，而獲得較高的生產(chǎn)效率。
2、氣體分析儀在鍋爐燃燒中的應(yīng)用
氣體分析儀在鍋爐燃燒控制中也起到了非常重要的作用。氣體分析儀多應(yīng)用于鍋爐燃燒時(shí)的燃料供給控制，幫助操作人員調(diào)節(jié)燃料與助燃劑之間的比例成分。氣體分析儀在鍋爐燃燒中還起到了煙道化學(xué)成分分析的作用，據(jù)此操作人員可以恰當(dāng)調(diào)整助燃空氣的供給量。
3、氣體分析儀在有毒有害氣體監(jiān)控上的應(yīng)用
氣體分析儀在工廠廢氣排放方面，特別是有毒有害氣體排放上，也起到了非常重要的作用。氣體分析儀的作用是對(duì)有毒有害氣體進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)控，防止有毒有害氣體的濃度過高，威脅到工作人員的安全，或引起爆炸等惡性事故。
氣體檢測(cè)儀是一種氣體泄露濃度檢測(cè)的儀器儀表工具，其中包括:便攜式氣體檢測(cè)儀、手持式氣體檢測(cè)儀、固定式氣體檢測(cè)儀、在線式氣體檢測(cè)儀等。
主要利用氣體傳感器來檢測(cè)環(huán)境中存在的氣體種類，氣體傳感器是用來檢測(cè)氣體的成份和含量的傳感器。
一般認(rèn)為，氣體傳感器的定義是以檢測(cè)目標(biāo)為分類基礎(chǔ)的，也就是說，凡是用于檢測(cè)氣體成份和濃度的傳感器都稱作氣體傳感器，不管它是用物理方法，還是用化學(xué)方法。
比如，檢測(cè)氣體流量的傳感器不被看作氣體傳感器，但是熱導(dǎo)式氣體分析儀卻屬于重要的氣體傳感器，盡管它們有時(shí)使用大體一致的檢測(cè)原理。
選購方法
1)確認(rèn)所要檢測(cè)氣體種類和濃度范圍:
每一個(gè)生產(chǎn)部門所遇到的氣體種類都是不同的。在選擇氣體檢測(cè)儀時(shí)就要考慮到所有可能發(fā)生的情況。如果甲烷和其它毒性較小的烷烴類居多，選擇LEL檢測(cè)儀無疑是較為合適的。
這不僅是因?yàn)長EL檢測(cè)儀原理簡單，應(yīng)用較廣，同時(shí)它還具有維修、校準(zhǔn)方便的特點(diǎn)。如果存在一氧化碳、硫化氫等有毒氣體，就要優(yōu)先選擇一個(gè)特定氣體檢測(cè)儀才能保證工人的安全。
如果更多的是有機(jī)有毒有害氣體，考慮到其可能引起人員中毒的濃度較低，比如芳香烴、鹵代烴、氨(胺)、醚、醇、脂等等，就應(yīng)當(dāng)選擇前章介紹的光離子化檢測(cè)儀，而絕對(duì)不要使用LEL檢測(cè)器應(yīng)付，因?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致人員傷亡。
如果氣體種類覆蓋了以上幾類氣體，選擇一個(gè)復(fù)合式氣體檢測(cè)儀可能會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。
2)確定使用場(chǎng)合:
工業(yè)環(huán)境的不同，選擇氣體檢測(cè)儀種類也不同。
A)固定式氣體檢測(cè)儀:
這是在工業(yè)裝置上和生產(chǎn)過程中使用較多的檢測(cè)儀。它可以安裝在特定的檢測(cè)點(diǎn)上對(duì)特定的氣體泄漏進(jìn)行檢測(cè)。
弈揚(yáng)固定式檢測(cè)器一般為兩體式，有傳感器和變送組成的檢測(cè)頭為一體安裝在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，有電路、電源和顯示報(bào)警裝置組成的二次儀表為一體安裝在安全場(chǎng)所，便于監(jiān)視。
它的檢測(cè)原理同前節(jié)所述，只是在工藝和技術(shù)上更適合于固定檢測(cè)所要求的連續(xù)、長時(shí)間穩(wěn)定等特點(diǎn)。
它們同樣要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣體的種類和濃度加以選擇，同時(shí)還要注意將它們安裝在特定氣體最可能泄漏的部位，比如要根據(jù)氣體的比重選擇傳感器安裝的具有效的高度等等。
B)便攜式氣體檢測(cè)儀:
由于便攜式儀器操作方便，體積小巧，可以攜帶至不同的生產(chǎn)部位，弈揚(yáng)電化學(xué)檢測(cè)儀采用堿性電池供電,可連續(xù)使用1000小時(shí);新型LEL檢測(cè)儀、PID和復(fù)合式儀器采用可充電池(有些已采用無記憶的鎳氫或鋰離子電池)，使得它們一般可以連續(xù)工作近12小時(shí)，所以，作為這類儀器在各類工廠和衛(wèi)生部門的應(yīng)用越來越廣。
如果是在開放的場(chǎng)合，比如敞開的工作車間使用這類儀器作為安全報(bào)警，可以使用隨身佩戴的擴(kuò)散式氣體檢測(cè)儀，因?yàn)樗梢赃B續(xù)、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地顯示現(xiàn)場(chǎng)的有毒有害氣體的濃度。
這類的新型儀器有的還配有振動(dòng)警報(bào)附件--以避免在嘈雜環(huán)境中聽不到聲音報(bào)警，并安裝計(jì)算機(jī)芯片來記錄峰值、STEL(15分鐘短期暴露水平)和TWA(8小時(shí)統(tǒng)計(jì)權(quán)重平均值)--為工人健康和安全提供具體的指導(dǎo)。
如果是進(jìn)入密閉空間，比如反應(yīng)罐、儲(chǔ)料罐或容器、下水道或其它地下管道、地下設(shè)施、農(nóng)業(yè)密閉糧倉、鐵路罐車、船運(yùn)貨艙、隧道等工作場(chǎng)合，在人員進(jìn)入之前，就必須進(jìn)行檢測(cè)，而且要在密閉空間外進(jìn)行檢測(cè)。
此時(shí)，就必須選擇帶有內(nèi)置采樣泵的多氣體檢測(cè)儀。如果環(huán)境中存在多種氣體，選擇一個(gè)復(fù)合式氣體檢測(cè)儀可能會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。
C)復(fù)合式氣體檢測(cè)儀
復(fù)合式多氣體檢測(cè)儀可以在一臺(tái)儀器上配備所需的多個(gè)氣體檢測(cè)傳感器，所以它具有體積小、重量輕、響應(yīng)快、同時(shí)多氣體濃度顯示的特點(diǎn)。
更重要的是，弈揚(yáng)復(fù)合式多氣體檢測(cè)儀的價(jià)格要比多個(gè)單一擴(kuò)散式氣體檢測(cè)儀便宜一些，使用起來也更加方便。
需要注意的是在選擇這類檢測(cè)儀時(shí)，選擇具有單獨(dú)開關(guān)各個(gè)傳感器功能的儀器，以防止由于一個(gè)傳感器損害影響其它傳感器使用。
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