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熱導(dǎo)氣體分析儀的工作原理

日期:2025-07-04 06:38
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摘要:
    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(jiǎn)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)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(圖1)。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。

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