成分分析儀器

1、8.1.1 成分分析儀器簡介成分分析儀器簡介8.1.2 成分分析儀器的分類成分分析儀器的分類8.1.3 成分分析儀器的組成成分分析儀器的組成8.1.4 成分分析儀器的主要性能指標(biāo)成分分析儀器的主要性能指標(biāo)上一頁下一頁返 回l專門用來測定物質(zhì)化學(xué)成分的一類儀器。專門用來測定物質(zhì)化學(xué)成分的一類儀器。 物質(zhì)的化學(xué)成分物質(zhì)的化學(xué)成分：指一種化合物或混合物是：指一種化合物或混合物是由哪些種類的分子、原子或原子團所組成，由哪些種類的分子、原子或原子團所組成，以及這些分子、原子或原子團的含量是多少。以及這些分子、原子或原子團的含量是多少。l成分分析包括內(nèi)容：成分分析包括內(nèi)容： 確定物質(zhì)的化學(xué)組成，確定物質(zhì)的

2、化學(xué)組成， 確定物質(zhì)中各種成分的相對含量確定物質(zhì)中各種成分的相對含量上一頁下一頁返 回l按照使用場合的不同分按照使用場合的不同分: 實驗室分析儀器實驗室分析儀器 過程分析儀器兩大類。過程分析儀器兩大類。l兩者的重要區(qū)別兩者的重要區(qū)別: 在于過程分析儀器具有連續(xù)、可靠、精確地向操作在于過程分析儀器具有連續(xù)、可靠、精確地向操作人員或自控裝置及時提供工藝過程質(zhì)量信息的功能，人員或自控裝置及時提供工藝過程質(zhì)量信息的功能，在結(jié)構(gòu)上具有能夠自動地連續(xù)采樣、對試樣進行預(yù)在結(jié)構(gòu)上具有能夠自動地連續(xù)采樣、對試樣進行預(yù)處理（抽吸、過濾、干燥等）、自動地進行分析、處理（抽吸、過濾、干燥等）、自動地進行分析、信號的處

3、理和遠(yuǎn)傳以及抗干擾等裝置或部件，其結(jié)信號的處理和遠(yuǎn)傳以及抗干擾等裝置或部件，其結(jié)構(gòu)比實驗室分析儀器復(fù)雜，精度通常比實驗室分析構(gòu)比實驗室分析儀器復(fù)雜，精度通常比實驗室分析儀器略低。儀器略低。上一頁下一頁返 回（1）電化學(xué)式分析儀器：如電導(dǎo)式、電量式、電位式等；）電化學(xué)式分析儀器：如電導(dǎo)式、電量式、電位式等；（2）熱學(xué)式分析儀器：如熱導(dǎo)式、熱化學(xué)式、熱譜式等；）熱學(xué)式分析儀器：如熱導(dǎo)式、熱化學(xué)式、熱譜式等；（3）磁學(xué)式分析儀器：磁性氧量分析儀，核磁共振波譜儀等；）磁學(xué)式分析儀器：磁性氧量分析儀，核磁共振波譜儀等；（4）光學(xué)式分析儀器：吸收式光學(xué)分析儀，發(fā)射式光學(xué)分析儀；）光學(xué)式分析儀器：吸收式光學(xué)

4、分析儀，發(fā)射式光學(xué)分析儀；（5）射線式分析儀器：如）射線式分析儀器：如X射線分析儀，射線分析儀，同位素分析射線分析儀，射線分析儀，同位素分析儀等；儀等；（6）色譜分析儀器：如氣相色譜儀等；）色譜分析儀器：如氣相色譜儀等；（7）電子光學(xué)和離子光學(xué)式分析儀器：如電子探針、質(zhì)譜儀、離）電子光學(xué)和離子光學(xué)式分析儀器：如電子探針、質(zhì)譜儀、離子探針等；子探針等；（8）物性測量儀器：如水分計、粘度計、濕度計、密度計、電導(dǎo)）物性測量儀器：如水分計、粘度計、濕度計、密度計、電導(dǎo)率測量儀等。率測量儀等。上一頁下一頁返 回1 成分分析儀器的基本組成成分分析儀器的基本組成2. 取樣裝置取樣裝置3.預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)

5、4.分離裝置分離裝置5.檢測器或檢測系統(tǒng)檢測器或檢測系統(tǒng)6.信號處理系統(tǒng)信號處理系統(tǒng)7.顯示環(huán)節(jié)顯示環(huán)節(jié)上一頁下一頁返 回成分分析儀器的基本組成框圖成分分析儀器的基本組成框圖 上一頁下一頁返 回l任務(wù)：將待分析的樣品引入到成分分析儀器任務(wù)：將待分析的樣品引入到成分分析儀器 根據(jù)被分析的對象不同，樣品可分為氣體、液體、熔融金屬、根據(jù)被分析的對象不同，樣品可分為氣體、液體、熔融金屬、固體散狀物料等幾種情況。過程分析儀器大多為氣體分析儀固體散狀物料等幾種情況。過程分析儀器大多為氣體分析儀器，如果樣品為液體也往往使它氣化。器，如果樣品為液體也往往使它氣化。l對于過程取樣裝置：對于過程取樣裝置： 首先要

6、求能夠承受生產(chǎn)過程的惡劣條件；首先要求能夠承受生產(chǎn)過程的惡劣條件； 其次對于所取的樣品，應(yīng)有代表性，沒有被測量組分的損失；其次對于所取的樣品，應(yīng)有代表性，沒有被測量組分的損失； 再次不應(yīng)與待分析樣品中任何組分起化學(xué)反應(yīng)，以防止失真。再次不應(yīng)與待分析樣品中任何組分起化學(xué)反應(yīng)，以防止失真。l在取樣裝置設(shè)計時，應(yīng)注意在取樣裝置設(shè)計時，應(yīng)注意取樣點選取取樣點選取、取樣探頭取樣探頭及及探頭清洗探頭清洗幾個方面幾個方面上一頁下一頁返 回l取樣點選擇應(yīng)滿足下列要求：取樣點選擇應(yīng)滿足下列要求：能正確地反應(yīng)被測組分變化的地點；能正確地反應(yīng)被測組分變化的地點；不存在泄漏；不存在泄漏；試樣含塵霧容量少，不致發(fā)生堵塞

7、現(xiàn)象；試樣含塵霧容量少，不致發(fā)生堵塞現(xiàn)象；試樣不處于化學(xué)反應(yīng)過程中。試樣不處于化學(xué)反應(yīng)過程中。上一頁下一頁返 回l探頭的功能：探頭的功能： 直接與被測物流接觸取得試樣，并初步凈化試樣。直接與被測物流接觸取得試樣，并初步凈化試樣。l要求：要求： 探頭有足夠的機械強度，探頭有足夠的機械強度， 不與試樣起化學(xué)反應(yīng)和催化作用，不與試樣起化學(xué)反應(yīng)和催化作用， 不造成過大的取樣滯后，不造成過大的取樣滯后， 易于安裝、清洗。易于安裝、清洗。上一頁下一頁返 回上一頁下一頁返 回l有些分析儀器的探頭或檢測元件經(jīng)常被有些分析儀器的探頭或檢測元件經(jīng)常被介質(zhì)中污染物污染，導(dǎo)致探頭或檢測元介質(zhì)中污染物污染，導(dǎo)致探頭或檢

8、測元件反應(yīng)遲鈍，需要定期清洗。件反應(yīng)遲鈍，需要定期清洗。l清洗時，先用閥門將探頭或檢測元件與清洗時，先用閥門將探頭或檢測元件與工藝流程隔離，自動清洗裝置采用增壓工藝流程隔離，自動清洗裝置采用增壓的流體噴射，或加熱、化學(xué)法及超聲波的流體噴射，或加熱、化學(xué)法及超聲波清洗。清洗。上一頁下一頁返 回l3.預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)處理是針對過程分析儀器而言的。預(yù)處理的預(yù)處理是針對過程分析儀器而言的。預(yù)處理的任務(wù)是將取樣裝置從生產(chǎn)過程中提取的樣品加任務(wù)是將取樣裝置從生產(chǎn)過程中提取的樣品加工處理，以滿足檢測器對樣品狀態(tài)的要求。如工處理，以滿足檢測器對樣品狀態(tài)的要求。如除塵、除濕、過濾有害物質(zhì)、穩(wěn)壓穩(wěn)流調(diào)節(jié)、除

9、塵、除濕、過濾有害物質(zhì)、穩(wěn)壓穩(wěn)流調(diào)節(jié)、流路及管線的合理布局等。流路及管線的合理布局等。l4.分離裝置分離裝置在成分分析儀器中，分離是進行定性或定量分在成分分析儀器中，分離是進行定性或定量分析的基本手段之一。例如在氣相色譜儀中，待析的基本手段之一。例如在氣相色譜儀中，待分析的氣樣在載氣（輸送樣品的氣體）帶動下分析的氣樣在載氣（輸送樣品的氣體）帶動下進入充有吸附劑的色譜柱時，各組分經(jīng)過連續(xù)進入充有吸附劑的色譜柱時，各組分經(jīng)過連續(xù)地分配、吸附及吸收作用，便可被分離成單一地分配、吸附及吸收作用，便可被分離成單一的組分，此后各組分依次通過檢測器即可實現(xiàn)的組分，此后各組分依次通過檢測器即可實現(xiàn)多組分氣體的

10、含量分析。多組分氣體的含量分析。上一頁下一頁返 回l5.檢測器或檢測系統(tǒng)檢測器或檢測系統(tǒng)檢測器是成分分析儀器的核心部分，它能夠把檢測器是成分分析儀器的核心部分，它能夠把待分析的含量信息轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的輸出信號，輸待分析的含量信息轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的輸出信號，輸出信號大多數(shù)是電參數(shù)。出信號大多數(shù)是電參數(shù)。l6.信號處理系統(tǒng)信號處理系統(tǒng)由于檢測器輸出的信號多數(shù)是電信號，所以信由于檢測器輸出的信號多數(shù)是電信號，所以信號處理系統(tǒng)也是以電信號處理為主。檢測器輸號處理系統(tǒng)也是以電信號處理為主。檢測器輸出的信號一般是很微弱的，所以信號處理系統(tǒng)出的信號一般是很微弱的，所以信號處理系統(tǒng)一般都包括放大環(huán)節(jié)和一些運算環(huán)節(jié)等。一

11、般都包括放大環(huán)節(jié)和一些運算環(huán)節(jié)等。l7.顯示環(huán)節(jié)顯示環(huán)節(jié)顯示環(huán)節(jié)主要是顯示成分分析的最終結(jié)果。顯顯示環(huán)節(jié)主要是顯示成分分析的最終結(jié)果。顯示裝置有模擬顯示裝置、數(shù)字顯示裝置、圖像示裝置有模擬顯示裝置、數(shù)字顯示裝置、圖像顯示裝置等。顯示裝置等。上一頁下一頁返 回l主要性能指標(biāo)有：主要性能指標(biāo)有： 靈敏度、精度、重復(fù)性、噪聲、線性范圍、選擇性、靈敏度、精度、重復(fù)性、噪聲、線性范圍、選擇性、分辨力和響應(yīng)時間等。分辨力和響應(yīng)時間等。l成分分析儀器的各項性能指標(biāo)，除選擇性和分成分分析儀器的各項性能指標(biāo)，除選擇性和分辨力外，與其它儀器相似。辨力外，與其它儀器相似。l選擇性選擇性和和分辨力分辨力是表示儀器區(qū)分特性相近組分是表示儀器區(qū)分特性相近組分的能力，選擇性一般用于單組分成分分析儀器，的能力，選擇性一般用于單組分成分分析儀器，分辨力多用于多組分成分分析儀器，分辨力的分辨力多用于多組分成分分析儀器，分辨力的問題比較復(fù)雜，往往不同儀器表示形式也不同。問題比較復(fù)雜，往往不同儀器表示形式也不同。上一頁下一頁返 回l選擇性的好壞一般用選擇性的好壞一般用選擇系數(shù)選擇系數(shù)k來表示來表示 mkk式中，式中， k干擾組分的含量變化；