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1、1 1 检测检测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 第二篇第二篇 过程参数检测技术过程参数检测技术 第二篇第二篇 过程参数检测技术过程参数检测技术 4 4 温度检测温度检测 7 7 物位检测物位检测 5 5 压力检测压力检测 8 8 机械量检测机械量检测 6 6 流量检测流量检测 9 9 成分分析仪表成分分析仪表 9 9 成分分析仪表成分分析仪表 9.1 9.1 成分分析方法及分析系统的构成成分分析方法及分析系统的构成 9.2 9.2 几种工业用成分分析仪表几种工业用成分分析仪表 9.3 9.3 湿度的检测湿度的检测 2 2 检测检测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 9 9 成分分析仪表成分
2、分析仪表 9.1 9.1 成分分析方法及分析系统构成成分分析方法及分析系统构成 9.1.1 9.1.1 成分分析方法及分类成分分析方法及分类 9.1.2 9.1.2 自动分析系统的构成自动分析系统的构成 9.2 9.2 几种工业用成分分析几种工业用成分分析仪表仪表 9.2.1 9.2.1 热导式气体分析器热导式气体分析器 9.2.2 9.2.2 红外线气体分析器红外线气体分析器 9.2.3 9.2.3 氧化锆氧分析器氧化锆氧分析器 9.2.4 9.2.4 气相色谱仪气相色谱仪 9.2.5 9.2.5 半导体气敏传感器半导体气敏传感器 9.2.6 9.2.6 工业酸度计工业酸度计 9.3 9.3
3、 湿度的检测湿度的检测 9.3.1 9.3.1 湿度的表示方法湿度的表示方法 及湿度检测的特点及湿度检测的特点 9.3.2 9.3.2 干湿球湿度计干湿球湿度计 9.3.3 9.3.3 电解质系湿敏传感器电解质系湿敏传感器 9.3.4 9.3.4 陶瓷湿敏传感器陶瓷湿敏传感器 9.3.5 9.3.5 高分子聚合物高分子聚合物 湿敏传感器湿敏传感器 3 3 检测检测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 9.1 9.1 成分分析方法及分析系统构成成分分析方法及分析系统构成 9.1.1 9.1.1 成分分析方法及分类成分分析方法及分类 对物质的成分及性质进行分析和测量的仪表，对物质的成分及性质进行分析
4、和测量的仪表， 使用成分分析仪表可以了解生产过程中的使用成分分析仪表可以了解生产过程中的 原料、中间产品及最终产品的性质及其含量。原料、中间产品及最终产品的性质及其含量。 成分分析成分分析 仪表仪表 确定物质的化学组成确定物质的化学组成 确定物质中各种成分的相对含量确定物质中各种成分的相对含量 成分分析成分分析 内容内容 指一种化合物或混合物是由哪些种类的指一种化合物或混合物是由哪些种类的 分子、原子或原子团所组成，以及这些分子、原子或原子团所组成，以及这些 分子、原子或原子团的含量是多少。分子、原子或原子团的含量是多少。 物质的物质的 化学成分化学成分 实验室分析仪表实验室分析仪表( (定期
5、取样定期取样) ) 过程分析仪表过程分析仪表( (连续测定连续测定) ) 成分分析仪表按照成分分析仪表按照 使用场合的不同分使用场合的不同分 4 4 检测检测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 9.1 9.1 成分分析方法及分析系统构成成分分析方法及分析系统构成 电化学式电化学式：电导式、电量式、电位式等；电导式、电量式、电位式等； 热学式热学式：热导式、热化学式、热谱式等；热导式、热化学式、热谱式等； 磁学式磁学式：磁性氧量分析仪，核磁共振波谱仪等；磁性氧量分析仪，核磁共振波谱仪等； 光学式光学式：吸收式光学分析仪，发射式光学分析仪；吸收式光学分析仪，发射式光学分析仪； 射线式射线式：X X
6、射线分析仪，射线分析仪，同位素分析仪等；射线分析仪，射线分析仪，同位素分析仪等； 色谱式色谱式：气相色谱仪等；气相色谱仪等； 电子光学式电子光学式和和离子光学式离子光学式：电子探针、质谱仪、离子探针等电子探针、质谱仪、离子探针等 物性测量仪器物性测量仪器：水分计、粘度计、湿度计、水分计、粘度计、湿度计、 密度计、电导率测量仪等。密度计、电导率测量仪等。 其他：晶体振荡式分析仪、半导体气敏传感器等。其他：晶体振荡式分析仪、半导体气敏传感器等。 9.1.1 9.1.1 成分分析方法及分类成分分析方法及分类 按照测量原理分类按照测量原理分类 成分分析仪表成分分析仪表 各类型式各类型式 5 5 检测检
7、测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 取样装置取样装置 预处理系统预处理系统 传感器传感器 信号处理系统信号处理系统 显示环节显示环节 整机自动控制系统整机自动控制系统 对较大型的工业流程分析仪表而言，由以上六个环节构成。对较大型的工业流程分析仪表而言，由以上六个环节构成。 对于有的分析仪表，传感器则直接放在试样中对于有的分析仪表，传感器则直接放在试样中 （如安装在室内等），就不需要取样和预处理系统。（如安装在室内等），就不需要取样和预处理系统。 成分分析仪表成分分析仪表 测量系统组成框图测量系统组成框图 9.1.2 9.1.2 自动分析系统的构成自动分析系统的构成 9.1 9.1 成分分析方
8、法及分析系统构成成分分析方法及分析系统构成 6 6 检测检测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 灵敏度灵敏度 精度精度 重复性重复性 噪声噪声 线性范围线性范围 响应时间响应时间 选择性选择性 分辨力分辨力 成分分析仪表的各项性能指标，成分分析仪表的各项性能指标， 除选择性和分辨力外，与其它仪表相似。除选择性和分辨力外，与其它仪表相似。 选择性和分辨力：选择性和分辨力： 表示仪表区分特性相近组分的能力。表示仪表区分特性相近组分的能力。 选择性一般用于单组分成分分析仪表，选择性一般用于单组分成分分析仪表， 分辨力一般用于多组分成分分析仪表。分辨力一般用于多组分成分分析仪表。 9.1.2 9.1.
9、2 自动分析系统的构成自动分析系统的构成 成分分析仪表的主要性能指标成分分析仪表的主要性能指标 9.1 9.1 成分分析方法及分析系统构成成分分析方法及分析系统构成 7 7 检测检测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 9.2.1 9.2.1 热导式气体分析器热导式气体分析器 9.2 9.2 几种工业用几种工业用成分分析仪表成分分析仪表 9.2.2 9.2.2 红外线气体分析器红外线气体分析器 气体分析器气体分析器 8 8 检测检测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 9.2 9.2 几种工业用几种工业用成分分析仪表成分分析仪表 9.2.3 9.2.3 氧化锆氧氧化锆氧分析器分析器 氧化锆氧量分析
10、仪是利用氧氧化锆氧量分析仪是利用氧 化锆浓差电池所形成的氧浓化锆浓差电池所形成的氧浓 差电动势与差电动势与O O 2 2 含量之间的量含量之间的量 值关系进行氧含量测量的。值关系进行氧含量测量的。 因此，氧浓差电动势的形成因此，氧浓差电动势的形成 机理也就反映了氧化锆氧量机理也就反映了氧化锆氧量 分析仪的基本工作原理。分析仪的基本工作原理。 在燃烧过程监测与控制中，目前普遍采用氧化锆氧量在燃烧过程监测与控制中，目前普遍采用氧化锆氧量 分析仪来测量分析仪来测量O O 2 2 含量，确定过量空气系数的大小。含量，确定过量空气系数的大小。 9 9 检测检测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 当氧化锆
11、的工作温度当氧化锆的工作温度T T 一定时，一定时， 氧浓差电动势氧浓差电动势E E 与被测气体中的氧浓度与被测气体中的氧浓度 C C1 1 成单值关系。成单值关系。 因此，通过测量浓差电动势，即可求得被测的氧浓度。因此，通过测量浓差电动势，即可求得被测的氧浓度。 9.2.3 9.2.3 氧化锆氧氧化锆氧分析器分析器 式中：式中： C C0 0 - -参比气体中氧的体积含量；参比气体中氧的体积含量； C C1 1 - -被测气体中氧的体积含量。被测气体中氧的体积含量。 9.2 9.2 几种工业用几种工业用成分分析仪表成分分析仪表 1010 检测检测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 9.2.4
12、 9.2.4 气相色谱仪气相色谱仪 9.2 9.2 几种工业用几种工业用成分分析仪表成分分析仪表 1111 检测检测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 9.2.4 9.2.4 气相色谱仪气相色谱仪 9.2 9.2 几种工业用几种工业用成分分析仪表成分分析仪表 1212 检测检测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 9.2.4 9.2.4 气相色谱仪气相色谱仪 气相色谱仪的一般流程气相色谱仪的一般流程 9.2 9.2 几种工业用几种工业用成分分析仪表成分分析仪表 1313 检测检测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 9.2.4 9.2.4 气相色谱仪气相色谱仪 色谱分析过程示意图色谱分析过程示意图
13、 9.2 9.2 几种工业用几种工业用成分分析仪表成分分析仪表 1414 检测检测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 9.2.4 9.2.4 气相色谱仪气相色谱仪 工业气相色谱仪的基本组成工业气相色谱仪的基本组成 9.2 9.2 几种工业用几种工业用成分分析仪表成分分析仪表 1515 检测检测技术技术与与 自动化自动化仪表仪表 9.3 9.3 湿度的检测湿度的检测 9.3.1 9.3.1 湿度的表示方法及湿度检测的特点湿度的表示方法及湿度检测的特点 9.3.2 9.3.2 干湿球湿度计干湿球湿度计 9.3.3 9.3.3 电解质系湿敏传感器电解质系湿敏传感器 9.3.4 9.3.4 陶瓷湿敏传感器陶瓷湿敏传感器 9.3.5 9.3.5 高分子聚合物湿敏传感器高分子聚合物湿敏传感器 参见教材参见教材P139142P139142内容内容
