成分及物性分析

成分及物性分析第一頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六第6章成分及物性分析6.1工業(yè)分析儀表概述

6.2熱導(dǎo)式氣體分析儀

6.3氧化鋯氧分析儀

6.4工業(yè)氣相色譜儀

6.5水分分析儀

6.6可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器

6.7密度計(jì)6.8實(shí)訓(xùn)——可燃?xì)怏w檢測(cè)器的應(yīng)用與調(diào)校第二頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.1工業(yè)分析儀表概述6.1.1工業(yè)分析儀表的基本組成

工業(yè)分析儀表一般由自動(dòng)取樣裝置、預(yù)處理系統(tǒng)、檢測(cè)器、信號(hào)處理及顯示裝置、整機(jī)控制系統(tǒng)等組成。圖6-1工業(yè)分析儀表組成框圖第三頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.1工業(yè)分析儀表概述6.1.2工業(yè)分析儀表的分類(1)光學(xué)式分析儀表

(2)電化學(xué)式分析儀表

(3)色譜式分析儀表(4)熱學(xué)式分析儀表(5)磁學(xué)式分析儀表第四頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.1工業(yè)分析儀表概述6.1.3工業(yè)分析儀表的應(yīng)用

(1)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督(2)工藝監(jiān)督(3)安全生產(chǎn)

(4)節(jié)約能源(5)污染監(jiān)測(cè)第五頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.2熱導(dǎo)式氣體分析儀表6-1常見(jiàn)氣體0℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)、相對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)的溫度系數(shù)氣體名稱0℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)/1W/m·K0℃時(shí)相對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)0～100℃導(dǎo)熱系數(shù)的溫度系數(shù)/1/K空氣2．431．000．0028H217．337．130．0027N22．420．9960．0028O22．451．0130．0028Ar1．630．6840．0030NH32．170．890．0048CO2．350．960．0028CO21．460．6050．00486.2.1熱導(dǎo)分析原理

1.氣體的導(dǎo)熱系數(shù)第六頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六2.混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù)3.熱導(dǎo)分析原理的應(yīng)用條件

1)混合氣體中除待測(cè)組分外，其余各組分的導(dǎo)熱系數(shù)必須相同或十分接近。

2)待測(cè)組分的導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)比其余組分的導(dǎo)熱系數(shù)要有顯著的差別。6.2熱導(dǎo)式氣體分析儀第七頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.2.2熱導(dǎo)式氣體分析儀的組成及工作原理1.熱導(dǎo)池工作原理圖6-2熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu)示意圖6.2熱導(dǎo)式氣體分析儀第八頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六2.熱導(dǎo)池結(jié)構(gòu)形式圖6-3熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu)形式示意圖6.2熱導(dǎo)式氣體分析儀第九頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六(1)直通式中間為主氣路，上下各以節(jié)流孔與測(cè)量室相通。(2)對(duì)流式測(cè)量室與主氣路下端并聯(lián)相通，大部分被測(cè)氣體由主氣路排出，一小部分進(jìn)入測(cè)量室。

(3)擴(kuò)散式在主氣路設(shè)置測(cè)量室，被測(cè)氣體通過(guò)擴(kuò)散作用進(jìn)入測(cè)量室，并與熱絲進(jìn)行熱交換，再由主氣路帶走。

(4)對(duì)流擴(kuò)散式它是在擴(kuò)散式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上加一支氣管路形成分流，以減少滯后。6.2熱導(dǎo)式氣體分析儀第十頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六3.測(cè)量橋路(1)單電橋測(cè)量橋路分單臂電橋測(cè)量橋路和雙臂電橋測(cè)量橋路。說(shuō)明：

①具有溫度補(bǔ)償功能，可克服或減小環(huán)境溫度變化對(duì)測(cè)量的影響；

②通過(guò)改變參比氣體百分含量，能改變分析儀的測(cè)量范圍。圖6-4單電橋測(cè)量橋路6.2熱導(dǎo)式氣體分析儀第十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六(2)雙電橋測(cè)量橋路圖6-5雙電橋測(cè)量電路6.2熱導(dǎo)式氣體分析儀第十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.2.3熱導(dǎo)式氣體分析儀的應(yīng)用

1.熱導(dǎo)式分析儀的應(yīng)用場(chǎng)合

1)檢測(cè)分析鍋爐或加熱爐煙道氣中CO2的含量。

2)檢測(cè)分析化肥廠合成氨生產(chǎn)過(guò)程中循環(huán)氣中H2的含量。

3)檢測(cè)分析硫酸及磷肥生產(chǎn)流程中SO2的含量。

4)檢測(cè)分析空氣分離裝置中Ar的含量。

5)測(cè)定Cl2生產(chǎn)流程中Cl2中的含氫量，確保安全生產(chǎn)。

6)測(cè)定制氫、制氧過(guò)程中，純氫中的氧含量及純氧中的氫含量。

7)測(cè)定有機(jī)工業(yè)生產(chǎn)中，碳?xì)浠衔镏蠬2的含量。

8)檢測(cè)分析氫冷發(fā)電機(jī)組中H2、CO2的含量等等。

6.2熱導(dǎo)式氣體分析儀第十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六2.應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1)最適合于檢測(cè)二元混合氣體(導(dǎo)熱系數(shù)相差較大的)中某一組分的含量。

2)對(duì)于存在多組分背景氣體的情況，即分析三元或三元以上的混合氣體時(shí)，背景氣體中各組分的導(dǎo)熱系數(shù)必須很接近，否則測(cè)量誤差太大，不易采用。

3)必要時(shí)應(yīng)對(duì)被測(cè)氣體進(jìn)行預(yù)處理，如除塵、除水、冷卻、去除對(duì)分析有影響的干擾組分。

4)不同結(jié)構(gòu)形式的熱導(dǎo)池對(duì)樣氣壓力、流量的穩(wěn)定性要求不同，要注意樣氣壓力、流量變化所帶來(lái)的影響；樣氣溫度變化也會(huì)對(duì)熱導(dǎo)池有影響，因此，分析儀在使用時(shí)環(huán)境溫度應(yīng)滿足規(guī)定條件。6.2熱導(dǎo)式氣體分析儀第十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六3.調(diào)校

1)分析儀必須預(yù)熱至熱穩(wěn)定后再進(jìn)行校準(zhǔn)。

2)標(biāo)準(zhǔn)氣體中背景氣體的導(dǎo)熱系數(shù)要與被測(cè)氣體背景氣體的導(dǎo)熱系數(shù)相一致，否則應(yīng)進(jìn)行修正。

3)標(biāo)準(zhǔn)氣體的流速要與工作時(shí)被測(cè)氣體的流速相同。

4)手動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)，要考慮到氣路中氣流的置換及穩(wěn)定時(shí)間要求。

5)對(duì)分析儀的零點(diǎn)和量程需要重復(fù)校準(zhǔn)。

6)需要準(zhǔn)確校準(zhǔn)時(shí)，要多校幾點(diǎn)。6.2熱導(dǎo)式氣體分析儀第十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.3氧化鋯氧分析儀6.3.1氧化鋯檢測(cè)氧含量的原理

氧化鋯是一種固體電解質(zhì)金屬鋯的氧化物，它具有陶瓷的特性。氧化鋯具有高溫導(dǎo)電性。圖6-6氧離子空穴形成示意第十六頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.3氧化鋯氧分析儀圖6-7氧濃差電池原理氧濃差電池氧濃差電動(dòng)勢(shì)E

第十七頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.3氧化鋯氧分析儀表6-2氧濃差電動(dòng)勢(shì)與氧含量關(guān)系氧的體積分?jǐn)?shù)（%）氧濃差電動(dòng)勢(shì)/mV600℃650℃700℃750℃800℃850℃1．0056．8960．1563．4166．6769．9273．181．5049．2752．0954．9157．7360．5563．372．0043．8646．3748．8851．3953．9056．412．5039．6641．9344．2046．4748．6351．023．0036．2338．3140．3842．4644．5346．613．5033．3335．2437．1539．0640．9742．884．0030．8232．5934．3536．1237．8839．654．5028．6130．2431．8833．5235．1636．805．0026．6328．1529．6731．2032．7234．255．5024．8326．2627．6829．1030．5231．946．0023．2024．5325．8527．1828．5129．84第十八頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.3氧化鋯氧分析儀表6-2氧濃差電動(dòng)勢(shì)與氧含量關(guān)系6．5021．6922．9324．1825．4226．6627．907．0020．3021．4622．6223．7924．9526．117．5019．0020．0921．1822．2623．3524．448．0017．7918．8119．8220．8421．8622．888．5016．6517．6018．5519．5120．4621．419．0015．5716．4617．3618．2519．1420．039．5014．5615．3916．2216．9517．9518．7210．0013．5914．3715．1515．9316．7017．48第十九頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.3氧化鋯氧分析儀6.3.2氧化鋯氧分析儀的基本結(jié)構(gòu)

氧化鋯氧分析儀由氧化鋯探頭和轉(zhuǎn)換器（二次儀表）兩部分組成。兩者連接在一起的稱為一體式結(jié)構(gòu)，分開安裝的稱為分體式結(jié)構(gòu)。圖6-8分體式氧化鋯氧分析儀第二十頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.3氧化鋯氧分析儀1.氧化鋯探頭圖6-9氧化鋯探頭結(jié)構(gòu)示意圖

1，2—內(nèi)外鉑電極3，4—鉑電極引線5—熱電偶6—A管

7—氧化鋯管8—電加熱器9—陶瓷過(guò)濾器第二十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.3氧化鋯氧分析儀圖6-10溫度補(bǔ)償式氧化鋯探頭示意圖補(bǔ)償式結(jié)構(gòu)第二十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.3氧化鋯氧分析儀圖6-11部分補(bǔ)償原理示意圖補(bǔ)償原理圖6-12完全補(bǔ)償原理示意圖第二十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.3氧化鋯氧分析儀圖6-13氧化鋯氧分析儀電路系統(tǒng)框圖2.轉(zhuǎn)換器第二十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.3氧化鋯氧分析儀轉(zhuǎn)換器應(yīng)解決的問(wèn)題：(1)阻抗匹配問(wèn)題(2)線性化問(wèn)題

(3)恒溫控制問(wèn)題

6.3.3氧化鋯氧分析儀的應(yīng)用

1.氧化鋯探頭選用及安裝

1)同類型分析儀應(yīng)成套組裝并使用，不可互換。2)探頭應(yīng)安裝在煙氣流通良好、流速較快一些的位置。

3)探頭盡量安裝在無(wú)機(jī)械振動(dòng)的地方。第二十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.3氧化鋯氧分析儀4)探頭安裝方式的選擇一般根據(jù)爐子結(jié)構(gòu)和爐膛工作狀態(tài)決定。圖6-14直插式氧化鋯探頭安裝方式5)安裝探頭時(shí)不要碰壞探頭頭部的過(guò)濾器，注意密封。6)探頭應(yīng)避免高輻射熱、高輻射蒸汽、腐蝕性氣體的影響。

7)探頭安裝位置應(yīng)保證足夠的維護(hù)空間。第二十六頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.3氧化鋯氧分析儀2.氧化鋯氧分析儀應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題

(1)氧化鋯頭溫度測(cè)量誤差

(2)被測(cè)氣體中含有其他氣體(3)參比氣體和被測(cè)氣體溫度和濕度變化

(4)樣氣流量大小第二十七頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.3氧化鋯氧分析儀3.日常維護(hù)

1)經(jīng)常巡回檢查儀表工作是否正常，一旦出現(xiàn)異常，及時(shí)查找原因，判斷故障并處理之。

2)根據(jù)要求定期清洗探頭有關(guān)部件。

3)停爐時(shí)，應(yīng)等爐停后再關(guān)儀表；開爐前線開儀表。

4)定期對(duì)分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)。5)記錄好儀表的運(yùn)行檔案。第二十八頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.4工業(yè)氣相色譜儀6.4.1氣相色譜基本原理圖6-15氣相色譜分析流程圖第二十九頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.4工業(yè)氣相色譜儀1.分離原理圖6-16混合物分離過(guò)程示意第三十頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.4工業(yè)氣相色譜儀2.色譜圖及主要參數(shù)(1)基線(2)保留時(shí)間(tR)(3)死時(shí)間(tM)

(4)校正保留時(shí)間(t)(5)峰高(h)

(6)峰寬(Y)

(7)半峰寬(Y1/2)

(8)峰面積(A)圖6-17色譜圖及主要參數(shù)

第三十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.4工業(yè)氣相色譜儀圖6-18重疊峰的色譜圖分離效果第三十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.4工業(yè)氣相色譜儀圖6-19工業(yè)氣相色譜儀組成框圖6.4.2工業(yè)氣相色譜儀的組成第三十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.4工業(yè)氣相色譜儀1.氣路系統(tǒng)

2.采樣系統(tǒng)

3.分析器

(1)自動(dòng)進(jìn)樣閥系統(tǒng)圖6-21常見(jiàn)氣體進(jìn)樣閥外形圖第三十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.4工業(yè)氣相色譜儀圖6-226通平面轉(zhuǎn)閥定量取樣、進(jìn)樣過(guò)程(2)色譜柱系統(tǒng)

1)色譜柱類型填充式色譜柱；毛細(xì)管式色譜柱2)色譜柱系統(tǒng)和柱切換技術(shù)。

第三十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.4工業(yè)氣相色譜儀(3)檢測(cè)器

1)熱導(dǎo)式檢測(cè)器(TCD)。圖6-23熱導(dǎo)式檢測(cè)器第三十六頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.4工業(yè)氣相色譜儀圖6-24氫火焰離子化檢測(cè)器結(jié)構(gòu)原理圖2)氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)。第三十七頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.4工業(yè)氣相色譜儀(4)恒溫箱恒溫箱又稱恒溫爐或色譜柱箱，其內(nèi)部有進(jìn)樣閥、柱切閥、色譜柱、檢測(cè)器等。

4.控制器

(1)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由程序控制系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)組成。

(2)數(shù)據(jù)處理及記錄系統(tǒng)檢測(cè)器輸出的信號(hào)經(jīng)放大器轉(zhuǎn)換放大后，由微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后送給記錄儀記錄，得到由不同峰值組成的色譜圖，或者送打印機(jī)打印出各組分的濃度值含量。第三十八頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.4工業(yè)氣相色譜儀6.4.3氣相色譜的定性和定量分析

1.定性分析

(1)保留時(shí)間法(2)加入純物質(zhì)法

2.定量分析

(1)歸一化法

(2)外標(biāo)法圖6-25組分含量和峰面積(或峰高)

關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)曲線第三十九頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.4工業(yè)氣相色譜儀6.4.4工業(yè)氣相色譜儀的應(yīng)用

1.安裝要求

1)色譜儀運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行一次全面檢查。

2)取樣部件的安裝位置應(yīng)選擇在壓力穩(wěn)定、能真實(shí)反映被分析物質(zhì)變化和具有代表性的地方，并保證所取樣品的單相性。

3)色譜儀與取樣裝置之間的距離盡可能近。

4)采樣管路必須潔凈、干燥。

5)汽化樣品的采樣管路應(yīng)采取伴熱措施，以防氣樣冷凝。

6)用于樣品排放(或回收)的管路應(yīng)暢通，管口處在安全可靠位置。第四十頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.4工業(yè)氣相色譜儀2.色譜儀的維護(hù)(1)日常維護(hù)檢查色譜儀的運(yùn)行狀態(tài)，一般每1～2天檢查一次。

(2)月檢修檢查色譜儀的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)色譜儀進(jìn)行校準(zhǔn)，并檢查各種運(yùn)行表格，查看分析結(jié)果及色譜圖。

(3)年檢修根據(jù)色譜儀一年的運(yùn)行情況對(duì)各種氣體管路、出口及排污口進(jìn)行清潔，對(duì)色譜柱進(jìn)行活化處理或更換，對(duì)樣品處理系統(tǒng)進(jìn)行檢修，必要時(shí)對(duì)檢測(cè)器及電氣控制電路板進(jìn)行檢修。

第四十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.4工業(yè)氣相色譜儀3.色譜儀的校準(zhǔn)

1)將標(biāo)準(zhǔn)氣接入色譜儀對(duì)其進(jìn)行分析，產(chǎn)生一組分析結(jié)果。

2)在控制器上將操作畫面切換到校準(zhǔn)畫面，并選擇剛剛分析產(chǎn)生的結(jié)果。3)按序輸入當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)氣的各組分含量并存儲(chǔ)，色譜儀將采用本次標(biāo)準(zhǔn)氣的分析數(shù)據(jù)結(jié)果自動(dòng)修改校正因子。

4)退出校準(zhǔn)操作畫面，完成校準(zhǔn)。第四十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀6.5.1濕度和水分的定義及表示方法

氣體中水蒸氣的含量定義為濕度（Humidity），物質(zhì)中水的含量定義為水分（Moisture）。一般習(xí)慣上就將液體及固體物質(zhì)中水的含量稱為水分。

1.氣體的濕度

(1)絕對(duì)濕度（dv）在一定的溫度和壓力條件下，每單位體積濕氣體中所含水蒸氣的質(zhì)量。單位：kg/m3。

(2)相對(duì)濕度（U）濕氣體中水蒸氣的摩爾分?jǐn)?shù)與相同溫度和壓力條件下飽和水蒸氣的摩爾分?jǐn)?shù)之百分比。單位：％RH。第四十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀(3)體積百分比水蒸氣在濕氣體中所占的體積百分比。單位：％V。

(4)露點(diǎn)溫度在一定壓力下將氣體冷卻，當(dāng)氣體中的水蒸氣冷凝成水并達(dá)到相平衡狀態(tài)時(shí)的氣體溫度即為氣體的露點(diǎn)溫度。單位：℃或℉。

2.液體及固體的水分通常以物質(zhì)中所含水分質(zhì)量與總質(zhì)量之百分比來(lái)表示。

第四十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀6.5.2微量水過(guò)程分析儀

1.電容式微量水分析儀(1)檢測(cè)原理由含水介質(zhì)構(gòu)成的平板電容器，當(dāng)介質(zhì)中的含水量變化時(shí)，就會(huì)使其介電常數(shù)發(fā)生改變，引起電容器電容量的變化。第四十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀圖6-27氧化鋁傳感器探頭外形圖(2)傳感器探頭結(jié)構(gòu)圖6-26氧化鋁濕敏傳感器結(jié)構(gòu)示意圖第四十六頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀(3)分析儀主要功能分析儀主要包括模數(shù)轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理、控制運(yùn)算、通信接口、鍵盤及顯示器等部分。

(4)技術(shù)性能

１)測(cè)量范圍：－80～20℃露點(diǎn)(可擴(kuò)展至－110～60℃露點(diǎn))。

２)測(cè)量準(zhǔn)確度：±2℃露點(diǎn)(－65～60℃露點(diǎn)范圍)；±3℃露點(diǎn)(－110～－66℃露點(diǎn)范圍)。

３)重復(fù)性：±0.5℃露點(diǎn)(－65～60℃露點(diǎn)范圍)；±1.0℃露點(diǎn)(－110～－66℃露點(diǎn)范圍)。

４)響應(yīng)時(shí)間：5s(63％變化量)。

５)操作壓力：法蘭連接0.52MPa；螺紋連接34.6MPa。

６)操作溫度：－110～70℃。

７)流速范圍：氣體為10000cm/s；液體為10cm/s。第四十七頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀(5)應(yīng)用注意事項(xiàng)1)選型時(shí)應(yīng)注意其對(duì)被測(cè)介質(zhì)的適用性、測(cè)量范圍和測(cè)量準(zhǔn)確度。

2)取樣管線盡可能短，接頭盡可能少，管路系統(tǒng)、接頭及閥門應(yīng)保證密封。

3)根據(jù)環(huán)境條件對(duì)取樣管線采取伴熱保溫措施。4)對(duì)含有微粒雜質(zhì)的樣品應(yīng)采取過(guò)濾措施。

5)傳感器探頭與分析儀之間的連接電纜應(yīng)選用廠家配套提供的電纜并按要求進(jìn)行連接。

6)定期按要求清洗傳感器探頭。

7)按要求定期校準(zhǔn)傳感器探頭。第四十八頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀2.晶體振蕩式微量水分析儀

(1)檢測(cè)原理(2)分析儀組成及工作模式以美國(guó)Ametek公司生產(chǎn)的3050—OLV型在線微量水分析儀為例圖6-283050—OLV型在線微量水分析儀系統(tǒng)組成圖第四十九頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀1)正常工作模式2)傳感器節(jié)省模式3)校準(zhǔn)模式圖6-30分析儀的工作流路圖第五十頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀(3)技術(shù)性能１)測(cè)量范圍：0.1～2500×10－４％Ｖ。

２)測(cè)量準(zhǔn)確度：讀數(shù)的±10％。

３)重復(fù)性：讀數(shù)的±5％。

４)測(cè)量極限(最小檢測(cè)限)：0.1×10－４％V。

５)響應(yīng)時(shí)間：小于5min(63％變化量)。

６)靈敏度：不低于0.1×10－４％V或讀數(shù)的1％。７)允許入口壓力范圍：0.13～0.33MPa。

８)樣氣溫度：0～100℃。

９)流體流量：樣氣為150mL/min；旁路為1L/min。

10)輸出信號(hào)：DC4～20mA。

11)串行通信：RS232或RS485兩線或四線模式。

12)環(huán)境溫度：－20～45℃。第五十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀(4)應(yīng)用及注意事項(xiàng)1)分析儀系統(tǒng)盡可能安裝在靠近取樣點(diǎn)附近，樣品管線必須使用內(nèi)壁光滑的不銹鋼管并做好保溫。2)在工藝管線的取樣點(diǎn)到分析儀之間除安裝截止閥外，還應(yīng)安裝減壓閥。

3)分析儀投用前，應(yīng)從旁路先吹掃管線至少3h。

4)避免將分析儀直接暴露在陽(yáng)光和大氣中。

5)定期更換干燥器與水分發(fā)生器。第五十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀6.5.3原油含水分析儀

1.電容式含水分析儀

(1)檢測(cè)原理根據(jù)圓筒形電容器原理進(jìn)行工作。(2)電容式含水分析儀結(jié)構(gòu)圖6-31電容式含水分析儀結(jié)構(gòu)第五十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀(3)安裝及應(yīng)用注意事項(xiàng)

1)原油含水分析儀的傳感器應(yīng)垂直安裝，并避免分析儀內(nèi)部產(chǎn)生并積聚氣泡，以保證水在油中處于分散狀態(tài)。

2)為避免分析儀內(nèi)部油水分離，需要有足夠的循環(huán)速度。

3)在傳感器頂部接頭處安裝油樣抽／排閥用以排放氣體和污物。第五十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀注意問(wèn)題：①經(jīng)實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)的分析儀往往需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)液比對(duì)校準(zhǔn)，或調(diào)零點(diǎn)或進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?/p>

②分析儀只適用于油連續(xù)相或含水50％以下的乳化液。超過(guò)50％時(shí)應(yīng)考慮脫水措施。③水的介電常數(shù)受溫度影響很大。

④傳感器探頭上沉積水、蠟或污垢后將引起測(cè)量誤差。⑤定期對(duì)分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)。

第五十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀2.射頻導(dǎo)納式含水分析儀

(1)檢測(cè)原理

通過(guò)測(cè)量傳感元件的電容得到介電常數(shù)的變化，再通過(guò)介電常數(shù)與含水量之間的關(guān)系求得原油實(shí)時(shí)含水量。

圖6-32原油介電常數(shù)與含水量關(guān)系曲線第五十六頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀圖6-33管壁探頭示意圖第五十七頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀圖6-34射頻導(dǎo)納式含水分析

儀安裝示意圖第五十八頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀(2)分析儀組成特點(diǎn)及性能

1)采用三端防掛料(Cote-shield)技術(shù)，在電路的測(cè)量信號(hào)上引出一個(gè)射極跟隨放大器，輸出和同軸電纜屏蔽層相連，然后再連接到探頭的屏蔽層上。

2)探頭采用多層(5層)同心結(jié)構(gòu)，最里層是中心測(cè)桿，中間是Cote-shield屏蔽層，最外層是接地的安裝螺紋，用絕緣層將其分別隔離起來(lái)。

3)在測(cè)量電路中，增加了振蕩器緩沖放大器，解決了因探頭掛料所引起的橋路輸出變化對(duì)測(cè)量帶來(lái)的誤差，并使探頭消耗的能量得以補(bǔ)充。4)在測(cè)量橋路輸出端增加了一個(gè)交流驅(qū)動(dòng)器，解決了因探頭掛料而造成的測(cè)量信號(hào)的改變。第五十九頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀注意性能指標(biāo)：

①準(zhǔn)確度：標(biāo)準(zhǔn)條件下0.02％含水量。

②量程：0％～10％含水量(標(biāo)準(zhǔn)量程)，0％～5％、0％～60％含水量(可選量程)。

③重復(fù)性：量程的0.1％。

④分辨率：標(biāo)準(zhǔn)條件下0.01％含水量。

⑤響應(yīng)速度：小于0.25s(最大輸出的90％)；0～30s可調(diào)(阻尼狀態(tài)下)。

⑥滯后：量程的0.4％。

⑦輸出信號(hào)：DC4～20mA。

⑧環(huán)境溫度：－40～65℃。第六十頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀(3)安裝及應(yīng)用1)探頭應(yīng)逆流安裝，這樣可以保證油品壓力穩(wěn)定。

2)變送器盡可能安裝在遠(yuǎn)離振動(dòng)、腐蝕性空氣及可能造成機(jī)械損壞的場(chǎng)合。

3)在本安防爆條件下使用安全柵時(shí)，建議安裝中選用限流式安全柵，而不要選跳閘式安全柵。

第六十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀3.射線式含水分析儀

(1)檢測(cè)原理當(dāng)?shù)湍苌渚€穿過(guò)被測(cè)介質(zhì)時(shí)，部分能量會(huì)被吸收或散射，導(dǎo)致透射強(qiáng)度衰減。強(qiáng)度衰減的程度在放射源能量一定，穿過(guò)厚度一定的情況下，只與被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，并遵循指數(shù)衰減規(guī)律。

第六十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀圖6-35原油含水檢測(cè)原理1)原油和水兩相混合物的含水檢測(cè)第六十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀圖6-36原油含水含氣檢測(cè)原理2)原油、水和氣三相混合物的含水檢測(cè)第六十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀(2)組成結(jié)構(gòu)

1)放射源。

2)探測(cè)器。3)測(cè)量管道。圖6-37原油含水分析儀傳感器結(jié)構(gòu)形式第六十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀圖6-38原油含水含氣分析儀

傳感器結(jié)構(gòu)形式第六十六頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀4)微機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

(3)射線式含水分析儀傳感器安裝要求1)傳感器安裝位置應(yīng)選擇在流體滿管流動(dòng)，流態(tài)相對(duì)平穩(wěn)，溫度、壓力無(wú)劇烈波動(dòng)的地方。圖6-39傳感器安裝示意圖第六十七頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀2)傳感器必須安裝在被測(cè)管線主管道上，為便于檢修和校準(zhǔn)，應(yīng)加旁通流程。

3)傳感器通徑和工作壓力與被測(cè)量管線的管徑和工作壓力一致。

4)傳感器必須豎直安裝，被測(cè)流體自下而上流過(guò)測(cè)量管道，嚴(yán)禁倒置、水平或傾斜安裝。

5)安裝過(guò)程中對(duì)傳感器內(nèi)部不可敲擊、刮擦，尤其是內(nèi)部的探測(cè)頭。

6)傳感器若安裝于室外環(huán)境，必須加裝防雨、防曬、保溫設(shè)施。

7)傳感器周圍3倍于管線通徑周圍應(yīng)無(wú)障礙，探測(cè)器防爆接線盒和取樣口的位置應(yīng)便于接線、維修和取樣操作。第六十八頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.5水分分析儀(4)應(yīng)用注意事項(xiàng)

1)管線的溫度、壓力不要超過(guò)儀表技術(shù)指標(biāo)中給出的限值。

2)溫度、流速、組分、黏度會(huì)對(duì)儀表的測(cè)量準(zhǔn)確度帶來(lái)不同程度的影響。

3)當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)油質(zhì)、水質(zhì)發(fā)生變化，或因長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致儀表測(cè)量準(zhǔn)確度下降時(shí)，應(yīng)按儀表使用說(shuō)明書給出的方法和步驟對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)(標(biāo)定)。

4)信號(hào)傳輸距離應(yīng)小于等于300ｍ。

5)放射源的管理、使用嚴(yán)格按照國(guó)家的有關(guān)法規(guī)辦理。第六十九頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.6可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器6.6.1可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器組成

(1)采樣器對(duì)可燃?xì)怏w進(jìn)行采樣并作一些必要的處理。

(2)檢測(cè)器將可燃?xì)怏w濃度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

(3)指示器顯示可燃?xì)怏w濃度。

(4)報(bào)警顯示器設(shè)定報(bào)警值、顯示報(bào)警和輸出開關(guān)信號(hào)。

(5)電源為可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器供電。第七十頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.6可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器圖6-40催化燃燒式檢測(cè)元件結(jié)構(gòu)6.6.2常用檢測(cè)器及工作原理

1.催化燃燒式檢測(cè)器第七十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.6可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器圖6-41催化燃燒式檢測(cè)器測(cè)量電路第七十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.6可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器特點(diǎn)：1)適用范圍廣，幾乎能測(cè)所有可燃?xì)怏w。2)輸出值在0％～100％LEL范圍內(nèi)與可燃?xì)怏w濃度成正比線性關(guān)系。

3)測(cè)量準(zhǔn)確度較高，對(duì)溫度、風(fēng)速等的變化可自動(dòng)補(bǔ)償。

4)響應(yīng)速度較快。

5)抗干擾能力較強(qiáng)，不易受背景氣體如水蒸氣、CO2等的干擾。

6)價(jià)格便宜。

7)輸出信號(hào)具有雙值性。

8)不能檢測(cè)惰性氣體或其他無(wú)氧氣體中的可燃?xì)怏w濃度。9)當(dāng)氣體中含有鹵化物、硫化物、磷、砷等物質(zhì)時(shí)，會(huì)造成催化劑中毒，導(dǎo)致檢測(cè)靈敏度降低甚至損壞檢測(cè)元件。第七十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.6可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器2.半導(dǎo)體氣敏式檢測(cè)器圖6-42半導(dǎo)體氣敏電阻燒結(jié)型結(jié)構(gòu)第七十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.6可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器圖6-43半導(dǎo)體氣敏式檢測(cè)器測(cè)量電路第七十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.6可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器6.6.3可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器的類型1.固定式圖6-44單點(diǎn)式可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器第七十六頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.6可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器圖6-45多通道式可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器第七十七頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.6可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器圖6-46手持式(便攜式)可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器外形2.手持式第七十八頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.6可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器6.6.4可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器的安裝與應(yīng)用

1.報(bào)警值的設(shè)定

1)一級(jí)報(bào)警(高限)設(shè)定值小于等于25％LEL。

2)二級(jí)報(bào)警(超高限)設(shè)定值小于等于50％LEL。

2.安裝要求

1)安裝在危險(xiǎn)場(chǎng)所的檢測(cè)器，其防爆等級(jí)必須符合危險(xiǎn)區(qū)域的防爆要求。

2)安裝場(chǎng)所應(yīng)避免沖擊、振動(dòng)及強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾，周圍應(yīng)留有不小于0.3m的凈空。

3)安裝位置應(yīng)選擇在有泄漏可能或氣體濃度相對(duì)較高處。

4)檢測(cè)器安裝高度應(yīng)根據(jù)可燃?xì)怏w的相對(duì)密度而定。第七十九頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.6可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器5)風(fēng)向?qū)β短靾?chǎng)所安裝至關(guān)重要，室外工藝裝置區(qū)內(nèi)的檢測(cè)器應(yīng)安裝在泄漏源的下風(fēng)處。

6)室內(nèi)安裝時(shí)，安裝位置應(yīng)避開空氣流動(dòng)線及對(duì)流線。

7)盡量避免高溫、高濕環(huán)境，露天安裝時(shí)應(yīng)有防護(hù)罩。

8)如果檢測(cè)器找不到理想的安裝位置，可利用捕集罩等將氣體集中后引向檢測(cè)器。

3.日常維護(hù)和校準(zhǔn)

(1)日常檢查維護(hù)內(nèi)容

1)每周按動(dòng)報(bào)警器自檢按鈕一次，檢查指示系統(tǒng)運(yùn)行狀況。第八十頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.6可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器2)每?jī)芍苓M(jìn)行一次外觀檢查。

3)每半年用標(biāo)準(zhǔn)氣對(duì)檢測(cè)報(bào)警器進(jìn)行一次校準(zhǔn)，觀察報(bào)警情況和穩(wěn)定值。

4)傳感元件應(yīng)根據(jù)使用壽命及時(shí)更換。

5)每年對(duì)檢測(cè)報(bào)警器進(jìn)行一次檢定。

(2)校準(zhǔn)1)零點(diǎn)調(diào)節(jié)。

2)靈敏度調(diào)節(jié)。第八十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.7密度計(jì)6.7.1振動(dòng)式密度計(jì)

1.檢測(cè)原理圖6-47兩端固定的振動(dòng)管第八十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.7密度計(jì)2.振動(dòng)式密度計(jì)組成

(1)密度變送器圖6-48單直管振動(dòng)式密度變送器結(jié)構(gòu)

1—外殼2—減振器3—振動(dòng)管固定座4—檢測(cè)線圈

5—連接法蘭6—接線盒7—維持放大器

8—激振線圈9—振動(dòng)管10—底盤第八十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.7密度計(jì)圖6-49單直管振動(dòng)式密度變送器外形

第八十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.7密度計(jì)圖6-50信號(hào)轉(zhuǎn)換器外形(2)信號(hào)轉(zhuǎn)換器第八十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6.7密度計(jì)3.振動(dòng)式密度計(jì)應(yīng)用

(1)振動(dòng)式密度計(jì)主要性能指標(biāo)１)測(cè)量范圍：0～3g/cm3