ADEV便攜式熱導(dǎo)氫氣分析儀與GE XMTC工作原理如何校準(zhǔn)

6.1 氣體的熱導(dǎo)率 

熱導(dǎo)式氣體分析器是根據(jù)各種物質(zhì)導(dǎo)熱性能的不同，通過測(cè)量混合氣體熱導(dǎo)率的變化來分析氣體組成的儀器。眾所周知，熱量傳遞的基本方式有三種，即熱對(duì)流、熱輻射和熱傳導(dǎo)。在熱導(dǎo)式氣體分析器中，充分利用由熱導(dǎo)形成的熱量交換，而盡可能抑制熱對(duì)流、熱輻射造成的熱量損失。

產(chǎn)品：微量氧分析儀,藥品殘氧儀,露點(diǎn)儀,熱導(dǎo)氣體分析儀,GE流量計(jì),OX-1氧傳感器,頂空分析儀,紅外氣體分析儀,高溫濕度儀,西門子U23分析儀,ppb微量水分析儀,OXY.IQ氧分析儀,煙氣濕度儀,燃?xì)鉄嶂祪x,Kaye溫度驗(yàn)證儀,L&W白度,儀激光氧分析儀,壓縮空氣露點(diǎn)儀,干燥機(jī)露點(diǎn)儀,激光氣體分析儀,便攜式露點(diǎn)儀,便攜式微量氧分析儀，F(xiàn)ei （維修中心，代表處，總代理，分公司，子公司，售后中心，銷售中心，上海辦，辦事處在哪里）

6.1.1 氣體的熱導(dǎo)率 

熱導(dǎo)率表示物質(zhì)的導(dǎo)熱能力，物質(zhì)傳導(dǎo)熱量的關(guān)系可用傅里葉定律來描述。如圖6-1所示，在某物質(zhì)內(nèi)部存在溫差，設(shè)溫度沿ox方向逐漸降低。在ox方向取兩點(diǎn)a、b，其間距為△x。 Ta、Tb分別為a、b兩點(diǎn)的溫度，把沿ox方向的溫度的變化率叫做a點(diǎn)沿ox方向的溫度梯度，在a、b之間與ox垂直方向取一個(gè)小面積△s，通過實(shí)驗(yàn)可知，在△t時(shí)間內(nèi)，從高溫處a點(diǎn)通過小面積△s的傳熱量，與時(shí)間△t和溫度梯度△T/△x成正比，同時(shí)還與物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)系。用方程式表示為：ADEV便攜式熱導(dǎo)氫氣分析儀與GE XMTC工作原理如何校準(zhǔn)

式（6-1）表示傳熱量與有關(guān)參數(shù)的關(guān)系，這個(gè)關(guān)系稱為傅里葉定律。式中的負(fù)號(hào)表示熱量向著溫度降低的方向傳遞，比例系數(shù)λ叫做傳熱介質(zhì)的熱導(dǎo)率（也稱導(dǎo)熱系數(shù)）。

熱導(dǎo)率是物質(zhì)的重要物理性質(zhì)之一，它表征物質(zhì)傳導(dǎo)熱量的能力。不同的物質(zhì)其熱導(dǎo)率也不同，而且隨其組分、壓強(qiáng)、密度、溫度和濕度的變化而變化。

由式（6-1）可得：

6.1.2 氣體的相對(duì)熱導(dǎo)率

氣體熱導(dǎo)率的值很小，而且基本在同一數(shù)量級(jí)內(nèi)，彼此相差并不十分懸殊，因此工程上通常采用“相對(duì)熱導(dǎo)率”這一概念。所謂相對(duì)熱導(dǎo)率（也稱相對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)），是指各種氣體的熱導(dǎo)率與相同條件下空氣熱導(dǎo)率的比值。如果用λ0、λA0分別表示在0℃時(shí)某氣體和空氣的熱導(dǎo)率，則λ0/λA0就表示該氣體在0℃時(shí)的相對(duì)熱導(dǎo)率，λ100/λA100則表示該氣體在100℃時(shí)的相對(duì)熱導(dǎo)率。ADEV便攜式熱導(dǎo)氫氣分析儀與GE XMTC工作原理如何校準(zhǔn)

6.1.3 氣體的熱導(dǎo)率與溫度、壓力之間的關(guān)系

氣體的熱導(dǎo)率隨溫度的變化而變化，其關(guān)系式為：

λt＝λ0﹙1 +βt﹚

式中λt——t(℃) 時(shí)氣體的熱導(dǎo)率；

λ0——0℃時(shí)氣體的熱導(dǎo)率；

β——熱導(dǎo)率的溫度系數(shù)；

t——?dú)怏w的溫度，℃。

氣體的熱導(dǎo)率也隨壓力的變化而變化，因?yàn)闅怏w在不同壓力下密度也不同，必然導(dǎo)致熱導(dǎo)率不同，不過在常壓或壓力變化不大時(shí)，熱導(dǎo)率的變化并不明顯。

常見氣體的熱導(dǎo)率、相對(duì)熱導(dǎo)率及熱導(dǎo)率的溫度系數(shù)見表6-1。

6.1.4 混合氣體的熱導(dǎo)率

混合氣體中除待測(cè)組分以外的所有組分統(tǒng)稱為背景氣，背景氣中對(duì)分析有影響的組分叫做干擾組分。

設(shè)混合氣體中各組分的體積分?jǐn)?shù)分別為C1、C2、C3、…、Cn，熱導(dǎo)率分別為λ1、λ2、λ3、…、λn，待測(cè)組分的含量和熱導(dǎo)率為C1、λ1。則必須滿足以下兩個(gè)條件，才能用熱導(dǎo)式分析器進(jìn)行測(cè)量.

①     背景氣各組分的熱導(dǎo)率必須近似相等或十分接近。即

λ2≈λ3≈λ4…≈λn

②     待測(cè)組分的熱導(dǎo)率與背景氣組分的熱導(dǎo)率有明顯差異，而且差異越大越好，即

λ1》λ2或λ1《λ2

滿足上述兩個(gè)條件時(shí)：

式中λ——混合氣體的熱導(dǎo)率；

λi——混合氣體中第i種組分的熱導(dǎo)率；

Ci——混合氣體中第i種組分的體積分?jǐn)?shù)。

   式（6-5）說明，測(cè)得混合氣體的熱導(dǎo)率λ，就可以求得待測(cè)組分的含量C1。

6.2 儀器組成和工作原理

熱導(dǎo)式氣體分析器的組成可劃分為熱導(dǎo)檢測(cè)器和電路兩大部分。熱導(dǎo)檢測(cè)器（習(xí)慣上稱為發(fā)送器）由熱導(dǎo)池和測(cè)量電橋構(gòu)成，熱導(dǎo)池作為測(cè)量電橋的橋臂連接在橋路中，所以兩者是密不可分的。電路部分包括穩(wěn)壓電源、恒溫控制器、信號(hào)放大電路、線性化電路和輸出電路等。ADEV便攜式熱導(dǎo)氫氣分析儀與GE XMTC工作原理如何校準(zhǔn)

6.2.1 熱導(dǎo)池的工作原理

由于氣體的熱導(dǎo)率很小，它的變化量則更小，所以很難用直接的方法準(zhǔn)確測(cè)量出來。熱導(dǎo)池采用間接的方法，把混合氣體熱導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)化為熱敏元件電阻值的變化，而電阻值的變化時(shí)比較容易測(cè)量出來的。 

圖6-2為熱導(dǎo)池工作原理示意，把一根電阻率較大的而且溫度系數(shù)也較大的電阻絲，張緊懸吊在一個(gè)熱導(dǎo)性能良好的圓筒形金屬殼體的中心，在殼體的兩端有氣體的進(jìn)出口，圓筒內(nèi)充滿待測(cè)氣體，電阻絲上通以恒定的電流加熱。

由于電阻絲通過的電流是恒定的，電阻上單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量也是定值。當(dāng)待測(cè)樣品氣體以緩慢的速度通過池室時(shí)，電阻絲上的熱大量將會(huì)由氣體以熱傳導(dǎo)的方式傳給池壁。當(dāng)氣體的傳熱速率與電流在電阻絲上的發(fā)熱率相等時(shí)（這種狀態(tài)稱為熱平衡），電阻絲的溫度就會(huì)穩(wěn)定在某一個(gè)數(shù)值上，這個(gè)平衡溫度決定了電阻絲的阻值。如果混合氣體中待測(cè)組分的濃度發(fā)生變化，混合氣體的熱導(dǎo)率也隨之變化，氣體的導(dǎo)熱速率和電阻絲的平衡溫度也將隨之變化，zui終導(dǎo)致電阻絲的阻值產(chǎn)生相應(yīng)變化，從而實(shí)現(xiàn)了氣體熱導(dǎo)率與電阻絲阻值之間變化量的轉(zhuǎn)換。

電阻絲通常稱為熱絲，熱絲的阻值與混合氣體熱導(dǎo)率之間的關(guān)系由下式給出（推導(dǎo)從略）

式中 Rn，R0——熱絲在tn（℃）（熱平衡時(shí)熱絲溫度）和0℃時(shí)的電阻值；

         a——熱絲的電阻溫度系數(shù)；

        tc——熱導(dǎo)池氣室壁溫度；

         I——流過熱絲的電流；

         λ——混合氣體的熱導(dǎo)率；

         K——儀表常數(shù)，它是與熱導(dǎo)池結(jié)構(gòu)有關(guān)的一個(gè)常數(shù)。

式（6-6）表明，當(dāng)K、tc、I恒定時(shí)，Rn與λ為單值函數(shù)關(guān)系。

熱絲材料多用鉑絲（或鉑銥絲），鉑絲抗腐蝕能力較強(qiáng)，電阻溫度系數(shù)較大，而且穩(wěn)定性高。鉑絲可以裸露，與樣氣直接接觸，以提高分析的響應(yīng)速度。但鉑絲在還原性氣體中容易被侵蝕而變質(zhì)，引起阻值的變化，在某些情況下還會(huì)起催化劑的作用，為此通常用玻璃膜覆蓋在鉑絲表面。覆蓋玻璃膜的熱敏元件具有強(qiáng)抗蝕性（可測(cè)氯氣中的氫）和便于清洗的優(yōu)點(diǎn)，但由于玻璃膜的存在，使氣體與鉑絲之間達(dá)到熱平衡的時(shí)間延遲了，所以其動(dòng)態(tài)特性稍差。

制造熱導(dǎo)池體的材料多采用銅。為防止氣體的腐蝕作用，可在熱導(dǎo)池的內(nèi)壁和氣路內(nèi)鍍一層金或鎳，也可以用不銹鋼來制作。

6.2.2 熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu)形成

熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu)形式有直通式、對(duì)流式、擴(kuò)散式、對(duì)流擴(kuò)散式等多種，如圖6-3所示。ADEV便攜式熱導(dǎo)氫氣分析儀工作原理如何校準(zhǔn)

（1）        直通式

測(cè)量室與主氣路并列，把主氣路的氣體分流一部分到測(cè)量室。這種結(jié)構(gòu)反應(yīng)速度快、滯后小，但容易受氣體流量波動(dòng)的影響。

（2）        對(duì)流式

測(cè)量室與主氣路進(jìn)口并聯(lián)相通，一小部分待測(cè)氣體進(jìn)入測(cè)量室（循環(huán)管）。氣體在循環(huán)管內(nèi)受熱后造成熱對(duì)流，推動(dòng)氣體按箭頭方向從循環(huán)管下部回到主氣路。優(yōu)點(diǎn)是氣體流量波動(dòng)對(duì)測(cè)量影響不大，但它的反應(yīng)速度慢，滯后大。 

（3）        擴(kuò)散式

在主氣路上部設(shè)置測(cè)量室，待測(cè)氣體經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入測(cè)量室。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)受氣體流量波動(dòng)影響小，適合于容易擴(kuò)散的質(zhì)量較輕的氣體，但對(duì)擴(kuò)散系數(shù)較小的氣體滯后較大。ADEV便攜式熱導(dǎo)氫氣分析儀與GE XMTC工作原理如何校準(zhǔn)

（4）        對(duì)流擴(kuò)散式

在擴(kuò)散式的基礎(chǔ)上加支管形成分流，以減少滯后。當(dāng)樣氣從主氣路中流過時(shí)，一部分氣體以擴(kuò)散方式進(jìn)入測(cè)量室中，被電阻絲加熱，形成上升的氣流。由于節(jié)流孔的限制，僅有一部分氣流經(jīng)過節(jié)流孔進(jìn)入支管中，被冷卻后向下方移動(dòng)，zui后排入主氣路中。氣體流過熱導(dǎo)池的動(dòng)力既有對(duì)流作用，也有擴(kuò)散作用，故稱為對(duì)流擴(kuò)散式。這種結(jié)構(gòu)既不會(huì)產(chǎn)生氣體倒流現(xiàn)象，也避免了氣體在擴(kuò)散室內(nèi)的囤積，從而保證樣氣有一定的流速。這種熱導(dǎo)池對(duì)樣氣的壓力、流量變化不敏感，而且滯后時(shí)間比擴(kuò)散式要短。由于具有上述優(yōu)點(diǎn)，對(duì)流擴(kuò)散式熱導(dǎo)池得到廣泛應(yīng)用。

6.2.3 測(cè)量電橋

從上面的介紹可知，熱導(dǎo)池的作用是把混合氣體中待測(cè)組成分濃度的變化轉(zhuǎn)換成電阻絲阻值的變化，應(yīng)用電橋測(cè)量電阻十分方便，而且靈敏度和精度都比較高，所以各種型號(hào)的中幾乎都采用電橋作為測(cè)量環(huán)節(jié)。 

在測(cè)量電橋中，為了減少橋路電流波動(dòng)或外界條件變化的影響，通常設(shè)置有測(cè)量橋臂和參比橋臂，測(cè)量臂是樣品氣流通的熱導(dǎo)池，參比臂是封裝參比氣（或通參比氣）的熱導(dǎo)池，兩者結(jié)構(gòu)尺寸完全相同。參比臂置于測(cè)量臂相鄰的橋臂上，其作用如下。

①     測(cè)量臂通過對(duì)流和輻射作用散失的熱量與參比臂相差無幾，兩者相互抵消，則熱絲阻值變化主要取決于熱傳導(dǎo)，即氣體導(dǎo)熱能力的變化。

②     當(dāng)環(huán)境溫度變化引起熱導(dǎo)池臂溫度變化時(shí)，參比臂與測(cè)量臂同向變化，相互抵消，有利于消弱環(huán)境溫度變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

③     改變參比氣濃度，電橋檢測(cè)的下限濃度也隨之改變，便于改變儀器的測(cè)量范圍。

在電橋的結(jié)構(gòu)和橋臂配置方式上，有單臂串聯(lián)型不平衡電橋、單臂并聯(lián)型不平衡電橋、雙臂串并聯(lián)型不平衡電橋等幾種形式。圖6-4是目前普遍采用的雙臂串并聯(lián)型不平衡電橋的結(jié)構(gòu)，它采用了兩個(gè)測(cè)量熱導(dǎo)池和兩個(gè)參比熱導(dǎo)池，圖中的Rm是測(cè)量臂電阻，Rs是參比臂電阻，兩個(gè)測(cè)量臂和兩個(gè)參比臂相互間隔設(shè)置，形成雙臂串聯(lián)結(jié)構(gòu)，樣氣依次串聯(lián)流經(jīng)兩個(gè)熱導(dǎo)池。

初始狀態(tài)下電橋的輸出為：

上式是△Rm與△Uo之間的關(guān)系式，也是這種電橋的測(cè)量靈敏度表達(dá)式，與同一結(jié)構(gòu)的單臂電橋相比，其測(cè)量靈敏度提高了一倍。

圖6-5是雙臂串并聯(lián)型不平衡電橋中使用的一種組合式熱導(dǎo)池，有兩個(gè)測(cè)量熱導(dǎo)池和兩個(gè)參比熱導(dǎo)池，其引線分別接入測(cè)量電橋的四個(gè)臂中，每個(gè)熱導(dǎo)池均采用對(duì)流擴(kuò)散式結(jié)構(gòu)。

四個(gè)熱導(dǎo)池用一塊導(dǎo)熱性能良好的金屬材料制成一個(gè)整體，這樣一來，測(cè)量池和參比池的池壁溫度就會(huì)處在同一溫度下，而且當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，對(duì)四個(gè)池壁的影響也是等同的，從而使測(cè)量誤差減少。在測(cè)量精度高要求的場(chǎng)合，可采用恒溫控制裝置，使整個(gè)熱導(dǎo)池的池體溫度保持恒定。

6.2.4 熱導(dǎo)檢測(cè)器的技術(shù)進(jìn)步

上面介紹的屬于傳統(tǒng)的熱導(dǎo)檢測(cè)器，熱導(dǎo)池的內(nèi)部容積是毫升級(jí)的，測(cè)量下限一般在100ppm數(shù)量級(jí)。隨著傳感器技術(shù)的進(jìn)步，目前國外生產(chǎn)的、熱導(dǎo)式氣相色譜儀中，已開始采用微型的熱導(dǎo)檢測(cè)器，其熱導(dǎo)池的容積式微升級(jí)的，熱敏元件也是微型的，從而大大提高了檢查的靈敏度，測(cè)量下限可達(dá)到10ppm數(shù)量級(jí)，甚至1ppm數(shù)量級(jí)，如圖6-6所示，這種薄膜電阻是在硅片上用超微技術(shù)光刻上很細(xì)的鉑絲制成的，從圖中可以看出，這種熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu)形成是擴(kuò)散式的。

6.2.5 整機(jī)電路

以CI2000-RQD型熱導(dǎo)式氫分析器為典型代表，其電路在不少書籍、教材中個(gè)已作過介紹，此處昶艾電子公司生產(chǎn)的CI2000-RQD型熱導(dǎo)式氫分析器為例，簡(jiǎn)要介紹一下的整機(jī)電路。 

CI2000-RQD的電路中采用了微處理器和數(shù)字處理技術(shù)，其整機(jī)電路見圖6-7。圖中的熱導(dǎo)池結(jié)構(gòu)屬于對(duì)流擴(kuò)散式，測(cè)量橋路電源使用電流源電路?；菟雇姌虻臏y(cè)量信號(hào)被送往可由軟件調(diào)控的放大器進(jìn)行放大并經(jīng)過-巴特沃斯低通濾波器濾波，然后由微處理器控制進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再利用軟件對(duì)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理，包括濾波、線性處理、標(biāo)度變換、誤差運(yùn)算以及溫度壓力等影響量的補(bǔ)償?shù)?，zui后將其輸出。

6.2.6 適用場(chǎng)合

是測(cè)量（熱導(dǎo)率相差甚大的）兩種混合氣體中某一組分的有效方法。主要用于測(cè)量H2，也常用于測(cè)量CO2、SO2、Ar的含量，適用范圍較為廣泛。下面列舉部分典型的應(yīng)用場(chǎng)合：

l     氨廠合成氣中H2含量測(cè)量；

l     加氫裝置中H2純度測(cè)量；

l     爐窖燃燒煙道氣中CO2含量測(cè)量；

l     硫酸及磷肥生產(chǎn)流程中SO2含量測(cè)量；

l     空氣分離裝置中的Ar含量測(cè)量；

l     電解水制氫、氧過程中**2中O2和純O2中H2的測(cè)量；

l     氯氣生產(chǎn)流程中Cl2中H2的測(cè)量；

l     碳?xì)浠衔餁怏w中H2含量測(cè)量。

l     氫冷發(fā)電機(jī)組中H2、CO2含量的監(jiān)測(cè)

l     純氣體生產(chǎn)中的監(jiān)測(cè)，如N2中的He、O2中的Ar等。

6.3 測(cè)量誤差分析

是一種選擇性較差的分析儀器，盡管在儀器的設(shè)計(jì)及制造中采取了種種措施，又規(guī)定了使用條件，在一定程度上抑制或消弱了某些干擾因素的影響，但其基本誤差一般都在±2%左右。究其原因，主要是由于背景氣組分對(duì)分析結(jié)果的影響。

工業(yè)氣相色譜儀的熱導(dǎo)檢測(cè)器和的檢測(cè)器完全相同，但測(cè)量精度元高于后者，其原因 被測(cè)樣品通過色譜柱分離后，進(jìn)入熱導(dǎo)池的僅是單一組分和載氣的二元混合氣體，而在中就難以做到這一點(diǎn)，背景氣體往往是多元?dú)怏w的混合物，它們對(duì)樣氣的導(dǎo)熱性能會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，當(dāng)背景氣的組成變動(dòng)時(shí)，其影響就更大。

的測(cè)量誤差由基本誤差和附加誤差兩部分組成，基本誤差是由其測(cè)量原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、各環(huán)節(jié)的信號(hào)轉(zhuǎn)換精度及顯示儀表精度等條件決定的。即分析器在規(guī)定條件下工作時(shí)所產(chǎn)生的誤差。而附加誤差是由于對(duì)儀器的調(diào)整、使用不當(dāng)或外界條件變化帶來的誤差。產(chǎn)生附加誤差的主要因素是：標(biāo)準(zhǔn)氣的組成和精度；干擾組分、灰塵和液滴的存在；樣氣的壓力、流量、溫度的變化；電橋工作電流的變化等。

6.3.1 標(biāo)準(zhǔn)氣的組成和精度的影響

同其他一些分析儀器一樣，需要定期用標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行校準(zhǔn)，不同之處是，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣的要求更高一些。原則上說，標(biāo)準(zhǔn)氣中背景氣的組成和含量應(yīng)和被測(cè)氣體一致，這一點(diǎn)實(shí)際上難以做到，但應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)氣中背景氣的熱導(dǎo)率與被測(cè)氣體背景氣的熱導(dǎo)率相一致，否則要對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行修正。此外，要保證標(biāo)準(zhǔn)氣的準(zhǔn)確度，其誤差不得大于儀器基本誤差的一半。

6.3.2 樣氣中存在干擾組分時(shí)的影響

樣氣中存在干擾組分是產(chǎn)生附加誤差的重要因素。如用熱導(dǎo)式二氧化碳分析器分析煙道氣中的CO2含量時(shí)，煙氣中的SO2就是干擾組分，它的熱導(dǎo)率是CO2熱導(dǎo)率的1/2，如果煙氣中含1%的SO2，將會(huì)使分析結(jié)果產(chǎn)生近2%的誤差。因而了解背景氣中存在的干擾組分及其對(duì)測(cè)量的影響是非常必要的，表6-2給出了被測(cè)氣體中含有10%干擾組分時(shí)對(duì)氫含量測(cè)量零點(diǎn)的影響。

當(dāng)干擾氣體濃度不是10%時(shí)，使用上表中的數(shù)據(jù)依然可以得到近似的結(jié)果。即使干擾氣體濃度高達(dá)25%，該表數(shù)據(jù)依然有效。出了零點(diǎn)，線性偏差也會(huì)受到干擾氣體的影響，因?yàn)榇蟛糠謿怏w的熱導(dǎo)率是非線性變化的。但是，對(duì)于絕大多數(shù)氣體而言，當(dāng)其濃度較低時(shí)，這種影響幾乎是可以忽略的。

實(shí)際工作中，可參考表6-2來修正干擾氣體對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。當(dāng)干擾組分含量很少時(shí)，也可以采用一定的裝置或化學(xué)試劑將干擾組分濾除掉。

6.3.3 樣氣中存在液滴和灰塵的影響

樣氣中若含有液滴，在熱導(dǎo)池內(nèi)蒸發(fā)將吸收大量的熱，對(duì)分析的影響很大。因此，要求樣氣的露點(diǎn)至少低于環(huán)境溫度5℃，否則要采取除濕排液措施。

樣氣中若含有灰塵或油污，通過熱導(dǎo)池時(shí)不僅沾污了電阻絲表面，也沾污了池壁，從而改變了熱導(dǎo)池的傳熱條件，也改變了儀器的特性。所以，樣氣進(jìn)入儀器之前應(yīng)充分過濾除塵。

6.3.4 樣氣流量、壓力、溫度變化的影響

不同類型的熱導(dǎo)池對(duì)樣氣的壓力和流量的穩(wěn)定性要求不同。樣氣壓力和流量的變化對(duì)于直通型、對(duì)流型及對(duì)流擴(kuò)散型熱導(dǎo)池的分析器都有不同程度的影響。流量變化時(shí)，氣體從熱導(dǎo)池內(nèi)帶走的熱量要發(fā)生變化，氣體壓力變化也會(huì)使氣體帶走的熱量不穩(wěn)定，而且使對(duì)流傳熱不穩(wěn)定，而且使對(duì)流傳熱不穩(wěn)定，引起分析誤差。

樣氣溫度變化對(duì)熱導(dǎo)池的影響是顯而易見的，經(jīng)粗略計(jì)算，采用無溫控裝置的測(cè)量電橋分析CO2時(shí)，其含量每變化2%，儀表指示值將產(chǎn)生5%左右的相對(duì)誤差。所以，熱導(dǎo)式氣體分析儀器中均配有溫控系統(tǒng)，恒溫溫度一般在55~60℃，溫控精度均達(dá)到±0.1℃以上，有的可達(dá)±0.03℃。恒溫裝置有一定的功率限制，當(dāng)環(huán)境溫度過高或過低，超過儀器規(guī)定的使用條件時(shí)，恒溫系統(tǒng)就會(huì)失去作用而引入附加誤差。所以，的檢測(cè)器一般都安裝在環(huán)境溫度變化不太大的分析小屋內(nèi)。

6.3.5 電橋工作電源穩(wěn)定性的影響

不平衡電橋的電源電壓是否穩(wěn)定對(duì)分析準(zhǔn)確性影響甚大。一般來說，如要求分析精度達(dá)到±1%，則電橋橋流的穩(wěn)定性必須保持在±0.1%左右，所以，幾乎所有的熱導(dǎo)式分析器的電橋都采用穩(wěn)定性很高的穩(wěn)流（或穩(wěn)壓）電源。

6.4 **、維護(hù)和檢修

6.4.1 **

①分析器必須預(yù)熱至熱穩(wěn)定后再進(jìn)行校準(zhǔn)（注意：儀器必須在通氣的情況下預(yù)熱，否則會(huì)燒壞元件）。

②標(biāo)準(zhǔn)氣中背景氣的熱導(dǎo)率要與被測(cè)氣體背景氣的熱導(dǎo)率相一致，否則要進(jìn)行修正。

③標(biāo)準(zhǔn)氣流速要等于工作時(shí)被測(cè)氣體的流速。

④     手動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)注意滿足儀器切換時(shí)間的要求，否則可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的校準(zhǔn)結(jié)果。例如，零點(diǎn)校準(zhǔn)時(shí)，接通零點(diǎn)氣后應(yīng)等待1min再校準(zhǔn)零點(diǎn)；零點(diǎn)校準(zhǔn)完畢切換到量程校準(zhǔn)，時(shí)間間隔約為1min，再加上量程校準(zhǔn)也有1min的等待之間，故約有2min的時(shí)間間隔。這個(gè)時(shí)間延遲是考慮到氣路中氣流的充分置換及穩(wěn)定。

⑤     需要準(zhǔn)確校準(zhǔn)時(shí)，要多校幾點(diǎn)。

6.4.2 常見故障及可能原因（見表6-3）

6.4.3 熱導(dǎo)池的檢修方法

熱導(dǎo)池時(shí)的心臟部件，作為橋臂的熱絲，尤其是裸絲，更是精細(xì)脆弱，極易受損，而且熱絲的安裝十分講究，其垂直度、偏心度稍有偏差，便會(huì)給測(cè)量精度帶來直接影響，因此，如無必要，不要輕易拆卸。熱導(dǎo)池檢修方法如下。

①     擰開測(cè)量臂和參比臂引線的固定螺釘，拆開引線，卸下固定熱絲的壓帽，輕輕提出熱絲。值得注意的是，對(duì)于封閉的參比氣室絕不可拆卸，否則會(huì)導(dǎo)致參比氣室中封入的氣體泄漏，儀表將無法使用。

②     用清潔、干燥的儀表空氣吹掃熱導(dǎo)池內(nèi)孔。如果污染嚴(yán)重，可用有機(jī)溶劑和無水酒精溶解清洗，再用儀表空氣吹干。

③      用數(shù)字萬用表測(cè)量熱絲的阻值，其常溫下的阻值應(yīng)與相關(guān)資料給出的數(shù)據(jù)相符，而且四個(gè)橋臂

的阻值要匹配，否則應(yīng)更換熱絲。更換熱絲要保證四個(gè)橋臂的對(duì)稱性。

④     對(duì)覆蓋玻璃膜的熱絲，可采用以上方法清潔，同時(shí)要檢查熱絲的玻璃膜有無龜裂，引線有無異常.更換老化的或有傷痕的橋臂密封O型圈。

⑤     把清潔好的熱導(dǎo)池安裝復(fù)原，安裝時(shí)要確保熱絲對(duì)中、垂直。

⑥     安裝好的熱導(dǎo)池要做嚴(yán)格的氣密性檢查，檢查方法是，給熱導(dǎo)池封入10kPa壓力，15min壓力降應(yīng)不大于0.4kPa。

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