各類氣體分析儀基本原理及特點(diǎn)

各類氣體根本原理及特點(diǎn)1、質(zhì)譜儀的根本原理質(zhì)量差異進(jìn)展分別和檢測物質(zhì)組成的一類儀器。核心.離子源是使試樣分子在高真空條件下離子化的裝置。電離后的分子因承受了過多的能量會(huì)進(jìn)一步碎裂成較小質(zhì)量的多種碎片離子進(jìn)入質(zhì)量分析器。質(zhì)量分析器是將同時(shí)進(jìn)入其中的不同質(zhì)量的離子，按荷質(zhì)比q/m〔q為電荷，m為質(zhì)量)大小分別的裝置，原理公式：q/m=2U/B2r2(U,Br〕。分別后的離子依次進(jìn)入離子檢測器，采集放大離子信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，繪制成質(zhì)譜圖。優(yōu)點(diǎn)：測量氣體種類多，測試速度快，靈敏度高，結(jié)果準(zhǔn)確，穩(wěn)定性和重復(fù)性也較高。是價(jià)格偏高;儀器機(jī)構(gòu)簡潔,需要專業(yè)人員維護(hù)；要求環(huán)境高.2、氣相色譜儀的根本原理檢測混合物由載氣〔載氣特性為惰性氣體，不應(yīng)與樣品和溶檢測混合物由載氣〔載氣特性為惰性氣體，不應(yīng)與樣品和溶劑反響。一般可選用且常用的載氣有氫氣，氮?dú)?，氦氣。氦氣有最好的分別柱效果，氦氣用于熱導(dǎo)式測量組件，氫氣用于當(dāng)氦氣〕帶入，檢測混合物通過色譜柱〔通常為填充柱和毛細(xì)管柱〕與色譜柱內(nèi)固定相〔我們把色譜柱內(nèi)不移動(dòng)，起分別作用的填料稱為劑反響。一般可選用且常用的載氣有氫氣，氮?dú)?，氦氣。氦氣有最好的分別柱效果，氦氣用于熱導(dǎo)式測量組件，氫氣用于當(dāng)氦氣〕帶入，檢測混合物通過色譜柱〔通常為填充柱和毛細(xì)管柱〕與色譜柱內(nèi)固定相〔我們把色譜柱內(nèi)不移動(dòng)，起分別作用的填料稱為分,依據(jù)峰高度或峰面積可以計(jì)算出各組分含量。主要特點(diǎn)氣相色譜儀由于檢測器的不同而具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。2、氫火焰檢測器氣相色譜儀。氫火焰檢測器(FID,flameionizationdetector〕是利用氫火焰作電離源，使被測物質(zhì)電離，產(chǎn)生微電流的檢測器.它是破壞性的、典型的質(zhì)量型檢測器。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)幾乎全部的有機(jī)物均有響應(yīng)，特別是對(duì)烴類化合物靈敏度高，而且響應(yīng)值與碳原子數(shù)成正比；對(duì)

O、CO2

和CS2

等無機(jī)物不敏感；對(duì)氣體流速、壓力和溫度變化不敏感。它的線性范圍寬,構(gòu)造簡潔、操作便利，死體積幾乎為零。因此,作為試驗(yàn)室儀器，F(xiàn)ID得到普遍的應(yīng)用，是最常用的氣相色譜檢測器。缺點(diǎn)：需要可燃?xì)怏w〔氫氣)、助燃?xì)怏w和載氣三種氣源鋼瓶及其流速把握系統(tǒng).因此，制作成一體化的便攜式儀器格外困難，特別是應(yīng)對(duì)突發(fā)性環(huán)境污染大事的分析與檢測就更加困難 ,由于它需要點(diǎn)“一把火”，增加了引燃、引爆的潛在危急性2、熱導(dǎo)檢測器氣相色譜儀.熱導(dǎo)檢測器〔TCD，thermalconductivitydetector是利用被測組分和載氣熱導(dǎo)系數(shù)不同而響應(yīng)的濃度型檢測器(在確定濃度范圍〔線性范圍〕內(nèi)，響應(yīng)值R〔檢測信號(hào)〕大小與流淌相中被測組分濃度成正比〔 R∝C))，它是整體性能檢測器，屬物理常數(shù)檢測方法。優(yōu)點(diǎn)：它對(duì)全部的物質(zhì)都有響應(yīng),構(gòu)造簡潔、性能牢靠、定量準(zhǔn)確、價(jià)格TCDFID,缺點(diǎn):與其他檢測器相比，TCD析與檢測的主要因素.以氦氣作載氣,進(jìn)氣量為2mL達(dá)10－6量級(jí)。因此，使用這種檢測器的便攜式氣相色譜儀,不適于室內(nèi)外一般環(huán)境污染物分析與檢測，大多用于污染源和突發(fā)性環(huán)境污染事故的分析與檢測。3、紅外線氣體根本原理紅外線氣體的測量依據(jù)：朗伯-比爾定律：其物理意義是當(dāng)一束平行單色光垂直通過某一均勻非散射的吸光物質(zhì)時(shí),其吸光度與吸光物質(zhì)的濃度及吸取層厚度成正比.紅外線氣體工作原理：基于某些氣體對(duì)紅外線的選擇性吸取。紅外線常用的紅外線波長為2～12μm確定長度和容積的容器，冷靜器可以透光的兩個(gè)端面中的一個(gè)端面?zhèn)冗吷淙胍皇t外光，然后在另一個(gè)端面測定紅外線的輻射強(qiáng)度,最終依據(jù)紅外線的吸取與吸光物質(zhì)的濃度成正比就可知道被測氣體的濃度。優(yōu)點(diǎn)：測量范圍寬：可分析氣體上限達(dá)100％，下限達(dá)幾個(gè)〔ppm)的濃度。進(jìn)展精細(xì)化處理后,還可以進(jìn)展痕量〔ppb〕分析(物質(zhì)中含量在百萬分之一以下組合的分析方法)；靈敏度高：具有很高的監(jiān)測靈敏度，氣體濃度有微小變化都能區(qū)分出來；測量精度高：一般都在FS〔滿量程〕，不少產(chǎn)品到達(dá)FS.與其他分析手段相比，它的精度較高且穩(wěn)定性好；反響速度快:響應(yīng)時(shí)間一般在10S〔到達(dá)T90的時(shí)間)；缺點(diǎn)：不能分析對(duì)稱構(gòu)造無極性雙原子分子〔如 Ν 、Ο2 2

、 )及2單原子分子氣體〔He、Ne、Ar〕，或者需要和其他檢測器使用。4、紫外線氣體的原理紫外線氣體是可見分光光度計(jì)中的一種，其分析方法屬于紫外吸取光譜法,工作原理基于朗伯一比耳定律.朗伯一比耳定律A=lg(1/T)=Kbc紫外線氣體是可見分光光度計(jì)中的一種，其分析方法屬于紫外吸取光譜法,工作原理基于朗伯一比耳定律.朗伯一比耳定律A=lg(1/T)=Kbc其中，ATK為摩爾吸取系數(shù)，它與吸取物質(zhì)的性質(zhì)及入射光的波長*有關(guān);c為吸光物質(zhì)的濃度；b度確定后，它們就成了常數(shù)。這時(shí)透過樣品的光強(qiáng)度僅與樣品中待測組分的濃度有關(guān)。紫外線氣體就是依據(jù)這一原理工作的.優(yōu)點(diǎn)：操作簡潔，可以測量SO2NOx、HCl、NH3缺點(diǎn)：測量準(zhǔn)確度不高，同等性能、功能狀況下儀器價(jià)格比紅外缺點(diǎn)：測量準(zhǔn)確度不高，同等性能、功能狀況下儀器價(jià)格比紅外線高。5、熱導(dǎo)式氣體根本原理熱導(dǎo)式氣體是一種物理類的氣體表。它依據(jù)不同氣體具有不同的熱傳導(dǎo)力氣的原理，通過測定混合氣體熱導(dǎo)系數(shù)來推算其中某些組分的含量。優(yōu)點(diǎn):熱導(dǎo)式器是一種構(gòu)造簡潔、性能穩(wěn)定、價(jià)廉、技術(shù)上較為成熟.適用的氣體種類較多，是一種根本的表缺點(diǎn)：熱導(dǎo)式器對(duì)氣體的壓力波動(dòng)、流量波動(dòng)格外敏感，介質(zhì)中水汽、顆粒等雜質(zhì)對(duì)測量影響較大，所以必需安裝簡潔的采樣預(yù)處理系統(tǒng)。6、電化學(xué)式氣體根本原理電化學(xué)式氣體是一種化學(xué)類氣體表。它依據(jù)化學(xué)反響所引起的離子量的變化或者電流變化來測量氣體成分。為了提高選擇性，防止測量電極外表沾污和保持電解液性能，一般承受隔膜構(gòu)造.常用的電化學(xué)式有定位電解式和伽伐尼電池式。優(yōu)點(diǎn)：體積小、檢測速度快、準(zhǔn)確、便攜、可現(xiàn)場直接檢測和連續(xù)檢測。極電位，使得傳感器對(duì)應(yīng)某一特定氣體敏感，從而到達(dá)測定的目等方面的問題。7、氧按原理分為氧化鈷、順磁性。7。1。氧化鈷根本原理氧化鈷測量含氧量的根本原理是利用所謂的“氧濃差電勢“，即在一塊氧化鈷兩側(cè)分別附以多孔的鉑電極〔又稱鉑黑 并使其處于高溫下。假設(shè)兩側(cè)氣體中含氧量不同，那么在兩電極間就會(huì)消滅電動(dòng)勢。這種電動(dòng)勢是由于固體電解質(zhì)兩側(cè)氣體含氧濃度不同而產(chǎn)生的,所以叫氧濃差電勢，而氧濃差電勢大小可以通過能斯特公式計(jì)算出來。優(yōu)點(diǎn):裝方式為直接插入式或抽取式.它構(gòu)造簡潔，穩(wěn)定性好、靈敏度高，響應(yīng)快等特點(diǎn)，輸出信號(hào)便于信號(hào)傳輸與處理,精度比較高。缺點(diǎn)：測量時(shí)易受溫度影響,測量氣體單一。7.2。順磁性根本原理磁對(duì)流式三種該類型。順磁性氧利用氧分子具有順磁性，被測氣體引至內(nèi)置磁場，氧分子在磁場內(nèi)順應(yīng)磁場運(yùn)動(dòng)，在懸掛含量。優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度快，測量精度高，常用于準(zhǔn)確過程把握.缺點(diǎn):順磁氧對(duì)儀器環(huán)境要求高，不能受到震驚，測量氣體單一8、激光氣體8。1。半導(dǎo)體激光氣體根本原理DLAS(DiodeLaserAbsorptionSpectroscopy)半導(dǎo)體激光吸取光譜技術(shù)的簡稱.DLAS技術(shù)本質(zhì)上是一種光譜吸取技術(shù),通過分析激光被氣體的選擇性吸取來獲得氣體的濃度。它與傳統(tǒng)紅外光譜吸收技術(shù)的不同之處在于，半導(dǎo)體激光光譜寬度遠(yuǎn)小于氣體吸取譜DLAS〔Lambert-Beer)光的衰減也越大。因此，可通過測量氣體對(duì)激光的衰減來測量氣體的濃度。優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)測量時(shí)間可降到1秒,無其他氣體的穿插干擾,無需采(ppbppm極限。缺點(diǎn)：安裝簡潔，不好對(duì)儀器進(jìn)展維護(hù)，在測量過程易受被測氣體影響導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確.8.2.拉曼激光氣體根本原理拉曼激光氣體RLGA的核心局部是一個(gè)激光檢測裝置，其中的氦氖激光器可以放射一種安全的低功率單波激光到一個(gè)氣體測試腔內(nèi).由于激光能量微弱,裝置內(nèi)部通過檢測腔兩端的反射鏡不斷進(jìn)展反射，將能量放大1000倍左右。光子與氣體分子發(fā)生碰撞后發(fā)生散射，產(chǎn)生一種不同于激光頻譜的光譜，而且不同分子散射出來的光譜是特定不一樣的，這就是我們所稱的“拉曼散射光譜”.檢測腔內(nèi)壁裝有8個(gè)光學(xué)濾波器和光電傳感器,用來吸取和檢測不同分子的特定光譜頻率，從而得到 8種不同待測氣體成分含量依據(jù)這種原理,每種待測氣體的含量都是通過直接測量得到的,不需要任何的導(dǎo)算；RLGA的檢測精度更高；反響速度更快。優(yōu)點(diǎn)：1、能現(xiàn)場在線檢測幾乎全部工業(yè)過程氣體〔可測氣體超過10028種氣體，適合簡潔混合氣體測量3、全部