德國西克SICK氣體分析儀器的基本參數(shù)和種類

德國SICK氣體分析儀器是測(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，

氣體分析儀器的種類繁多。常用的有熱導(dǎo)式氣體分析儀器、電化學(xué)式氣體分析儀器

和紅外線吸收式分析儀等。

    SICK氣體分析儀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。

SICK氣體分析儀種類

     SICK氣體分析儀熱導(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

    SICK氣體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)。SICK氣體分析儀電

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*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。

紅外線吸收式分析儀

     SICK氣體分析儀根據(jù)不同組分氣體對(duì)不同波長的紅外線具有選擇性吸收的

特性而工作的分析儀表。測(cè)量這種吸收光譜可判別出氣體的種類；測(cè)量吸收強(qiáng)度可

確定被測(cè)氣體的濃度。紅外線分析儀的使用范圍寬，不僅可分析氣體成分，也可分

析溶液成分，且靈敏度較高，反應(yīng)迅速,能在線連續(xù)指示,也可組成調(diào)節(jié)系統(tǒng)。工業(yè)

上常用的紅外線氣體分析儀的檢測(cè)部分由兩個(gè)并列的結(jié)構(gòu)相同的光學(xué)系統(tǒng)組成。

     SICK氣體分析儀一個(gè)是測(cè)量室，一個(gè)是參比室。兩室通過切光板以一定周

期同時(shí)或交替開閉光路。在測(cè)量室中導(dǎo)入被測(cè)氣體后，具有被測(cè)氣體*波長的光

被吸收，從而使透過測(cè)量室這一光路而進(jìn)入紅外線接收氣室的光通量減少。氣體濃

度越高，進(jìn)入到紅外線接收氣室的光通量就越少；而透過參比室的光通量是一定

的，進(jìn)入到紅外線接收氣室的光通量也一定。因此，被測(cè)氣體濃度越高，透過測(cè)量

室和參比室的光通量差值就越大。這個(gè)光通量差值是以一定周期振動(dòng)的振幅投射到

紅外線接收氣室的。接收氣室用幾微米厚的金屬薄膜分隔為兩半部，室內(nèi)封有濃度

較大的被測(cè)組分氣體，在吸收波長范圍內(nèi)能將射入的紅外線全部吸收，從而使脈動(dòng)

的光通量變?yōu)闇囟鹊闹芷谧兓倏筛鶕?jù)氣態(tài)方程使溫度的變化轉(zhuǎn)換為壓力的變

化，然后用電容式傳感器來檢測(cè)，經(jīng)過放大處理后指示出被測(cè)氣體濃度。

    除用電容式傳感器外，也可用直接檢測(cè)紅外線的量子式紅外線傳感器，并采

用紅外干涉濾光片進(jìn)行波長選擇和配以可調(diào)激光器作光源，形成一種嶄新的全固體

式紅外氣體分析儀。這種分析儀只用一個(gè)光源、一個(gè)測(cè)量室、一個(gè)紅外線傳感器就

能完成氣體濃度的測(cè)量。此外，若采用裝有多個(gè)不同波長的濾光盤，則能同時(shí)分別

測(cè)定多組分氣體中的各種氣體的濃度。與紅外線分析儀原理相似的還有紫外線分析

儀、光電比色分析儀等，在工業(yè)上也用得較多。

非分散紅外分析

    SICK氣體分析儀非分散紅外分析同時(shí)采用窄帶濾光片和氣體過濾相關(guān)法兩種

非色散光譜分析技術(shù)結(jié)合，適合于氣體不同的測(cè)量范圍要求。

    SICK氣體分析儀過濾相關(guān)法能夠測(cè)量低量程氣體并有效避免交叉干擾，這種

*技術(shù)能消除弱吸收氣體如CO和高吸收氣體CO2交叉干擾。

    SICK氣體分析儀熱源發(fā)出的紅外光被旋轉(zhuǎn)過濾器過濾，導(dǎo)致系列脈沖信號(hào)直

接通過包含樣本氣體的單元，SICK氣體分析儀當(dāng)過濾器輪旋轉(zhuǎn)時(shí)固態(tài)檢測(cè)器反映出

信號(hào)變化并將信號(hào)放大輸出以及顯示。

    SICK氣體分析儀包裝設(shè)備需要提供純凈氮?dú)馇逑磧x器的氣室和減小噪音，確

保儀器的zui大穩(wěn)定性。

     頂空氣體分析儀器用于密封包裝袋、瓶、罐等包裝件內(nèi)氧氣、二氧化碳?xì)?/span>

體含量、混合比例的測(cè)定；適合在生產(chǎn)線、倉庫、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)等場(chǎng)合快速準(zhǔn)確地對(duì)包

裝件內(nèi)的氣體組分含量與比例做出評(píng)價(jià)，從而指導(dǎo)生產(chǎn)，保證產(chǎn)品貨架期得以實(shí)

現(xiàn)。

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