第3章有毒有害气体的检测仪表PPT文档格式.ppt
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检知管法、电化学原理、红外吸收法、气相色谱分析检知管法、电化学原理、红外吸收法、气相色谱分析二、检知管法测定二、检知管法测定COCO1、基本原理:
、基本原理:
CO气气体体缓缓慢慢而而稳稳定定的的流流过过检检知知管管时时,与与管管中中试试剂剂发发生生化化学学反反应应,呈呈现现一一定定的的颜颜色色(比比色色式式)或或变变色色长度长度(比长式比长式),通过对比测知,通过对比测知CO浓度。
浓度。
DQJ-50多种气体检定器2、比长式检知管的构造、比长式检知管的构造1检测管外壳(中性玻璃管)检测管外壳(中性玻璃管)2堵塞物(棉栓、玻璃丝布、耐酸涤纶等)堵塞物(棉栓、玻璃丝布、耐酸涤纶等)3保护胶(硅胶吸附试剂以除去干扰气体)保护胶(硅胶吸附试剂以除去干扰气体)4隔离层(有色玻璃粉等惰性有色颗粒物质)隔离层(有色玻璃粉等惰性有色颗粒物质)5指示剂(活性硅胶吸附化学试剂)指示剂(活性硅胶吸附化学试剂)1档位;
档位;
2采样器;
采样器;
3检测管;
检测管;
4指示剂指示剂3、比长式检知管的检测原理、比长式检知管的检测原理检测剂:
以活性硅胶为载体,吸附五氧化二碘和发检测剂:
以活性硅胶为载体,吸附五氧化二碘和发烟硫酸加工而成。
烟硫酸加工而成。
检测剂与检测剂与CO反应后由白色变成棕黄色圈,随着气反应后由白色变成棕黄色圈,随着气流通过棕色环向前移动,其移动距离与流通过棕色环向前移动,其移动距离与CO浓度大浓度大小成正比。
小成正比。
反应方程式:
注意:
检知管受气样流量、温度、反应时间及其它气体干扰的影响:
A、检知超过保存期或变色后不能使用、检知超过保存期或变色后不能使用B、使用温度、使用温度1040C、50ml气体要在气体要在90S(国产国产)内等速吸入内等速吸入D、CO浓度低于浓度低于5PPM时时,可反复吸气测量可反复吸气测量E、含有烟雾及重烷气体的气样对检知管指示值有影响、含有烟雾及重烷气体的气样对检知管指示值有影响采样与送气采样与送气a、送气采样法、送气采样法b、抽气采样法、抽气采样法要求:
采样准确;
流速均匀;
时间规定要求:
时间规定读数读数变色环界线有凹面、虚影、倾斜等情况时,取其中间值低浓度气体的测定低浓度气体的测定增加送气次数后的测定值检定管读数增加送气次数后的测定值检定管读数/送气次数送气次数高浓度气体的测定高浓度气体的测定a、稀释法b、缩小送气量和送气时间法4、比长式检知管的比长式检知管的使用使用三、电化学原理测定三、电化学原理测定CO1、电化学气体传感器原理、电化学气体传感器原理电化学气体传感器:
据电化学气体传感器:
据电化学原理制成的检测气体的装置电化学原理制成的检测气体的装置电化学电化学是研究电解质溶液与电极相界间的电化学反应过程,是研究电解质溶液与电极相界间的电化学反应过程,即化学能和电能之间相互转换的科学。
即化学能和电能之间相互转换的科学。
电化学理论指出,在电极和它接触的电解质溶液之间存在电化学理论指出,在电极和它接触的电解质溶液之间存在着氧化还原反应,并有电子的得失。
并且各种物质在电解着氧化还原反应,并有电子的得失。
并且各种物质在电解质溶液中的氧化还原反应均在一定的电极电位下进行。
质溶液中的氧化还原反应均在一定的电极电位下进行。
某物质的标准电极电位是指该物质在规定的浓度、温度条某物质的标准电极电位是指该物质在规定的浓度、温度条件下的电极电位,当电极电位高于该标准电极电位时产生件下的电极电位,当电极电位高于该标准电极电位时产生氧化反应,反之,则产生还原反应。
因此,该物质的标准氧化反应,反之,则产生还原反应。
因此,该物质的标准电极电位也称为可逆电极电位。
电极电位也称为可逆电极电位。
如:
CO2/CO氧化还原对的可逆电极电位为氧化还原对的可逆电极电位为-0.12V;
O2,H+/H2O氧化还原对的可逆电极电位为氧化还原对的可逆电极电位为+1.23V气体扩散电极(透气膜电极)气体扩散电极(透气膜电极)防水透气膜防水透气膜:
PTFE活性层:
铂黑活性层:
铂黑PTFE乳液乳液含含有有催催化化剂剂的的多多孔孔膜膜电电极极,易易于于被被测测气气体体与与电电解解液液在在气气、固固、液液三三相相界界面面上进行氧化还原反应。
上进行氧化还原反应。
透气膜透气膜非均相微孔膜,透气但不透水和离子。
非均相微孔膜,透气但不透水和离子。
空空隙隙率率大大则则灵灵敏敏度度高高,响响应应时时间间短短,但易漏液但易漏液电解液:
硫酸或硫酸水溶液电解液:
硫酸或硫酸水溶液2、定电位、定电位CO传感器的构造及原理传感器的构造及原理工作电极工作电极W对面电极对面电极C参比电极参比电极R2、定电位、定电位CO传感器的构造及原理传感器的构造及原理被被测测量量一一氧氧化化碳碳,通通过过聚聚四四氟氟乙乙烯烯薄薄膜膜扩扩散散到到工工作作电电极极W,电电极极W受受到到恒恒电电位位的的控控制制作作用用,具具有有一一个个恒恒定定的的电电位位,一一氧氧化化碳碳在在W电电极极上上在在催催化化剂剂的的作作用用下下与与电电解解液液中中的的水水发发生生氧氧化化反反应应,生生成成二二氧化碳和氢质子,同时释放出电子;
氧化碳和氢质子,同时释放出电子;
在对电极在对电极C上上,氧在催化剂作用下与氢质子发生还氧在催化剂作用下与氢质子发生还原反应生成水,并得到电子。
原反应生成水,并得到电子。
W极:
极:
C极:
2、定电位、定电位CO传感器的构造及原理传感器的构造及原理1-电源电源2-恒位环节恒位环节3-传感器传感器4-放大器放大器5-温度补偿温度补偿6-指示电表指示电表式中:
式中:
D-膜扩散系数;
膜扩散系数;
F-法拉第常数;
法拉第常数;
A-扩散面积;
扩散面积;
H-膜厚度;
膜厚度;
n电子转移数电子转移数参比电极:
使参比电极:
使W和和R间保持恒定电位。
间保持恒定电位。
W和和C间的反应电流为间的反应电流为I3、产品介绍、产品介绍CT1000X型CO检测报警仪检测报警仪测量范围:
测量范围:
02000ppm误差:
误差:
10%真值真值报警范围:
报警范围:
0300ppm连续可调连续可调响应时间:
响应时间:
60秒秒传感器寿命:
传感器寿命:
3年(进口电化学)年(进口电化学)报警出厂设定报警出厂设定:
241ppm法国TX2000型CO检测仪测测量:
量:
连续连续测量范围:
0-500/0-2000两种可供选择两种可供选择传传感感器:
器:
电化学式电化学式显显示:
示:
3位半液晶显示,带背景灯位半液晶显示,带背景灯报报警:
警:
5种声光报警种声光报警/2个瞬时报警点个瞬时报警点/超量程报警超量程报警供电电源:
供电电源:
3节节LR011.5V干电池干电池工作时间:
工作时间:
1000小时小时3、产品介绍、产品介绍四、红外线吸收式四、红外线吸收式CO检测仪检测仪1、基本原理、基本原理两个以上不同原子结合成的气体分子,具有一种永久性的两个以上不同原子结合成的气体分子,具有一种永久性的偶偶极矩极矩,可以直接通过电磁光谱形成振动和旋转,并产生量子,可以直接通过电磁光谱形成振动和旋转,并产生量子能量即在振动和旋转光谱的谱线范围内,产生光谱的吸收。
能量即在振动和旋转光谱的谱线范围内,产生光谱的吸收。
多原子气体分子对特定波长的红外线有吸收能力,其吸收波多原子气体分子对特定波长的红外线有吸收能力,其吸收波长取决于构成分子的原子种类、原子核质量、结合强弱等。
长取决于构成分子的原子种类、原子核质量、结合强弱等。
CO的典型吸收波长是的典型吸收波长是4.66m,吸收程度服从朗伯比,吸收程度服从朗伯比尔尔辐辐射衰减定律:
射衰减定律:
I0入射入射红外外线强度度I透射透射红外外线强度度K吸收系数吸收系数C气体气体浓度度L气室气室长度度可可见,入射光,入射光强度和气室度和气室长度一定度一定时,在一定气体,在一定气体浓度范度范围内,透射光内,透射光强度与气体度与气体浓度成反比。
度成反比。
2、红外线吸收式气体分析仪的结构、红外线吸收式气体分析仪的结构分光型:
将入射光分成各种波长的单色光,然后取用所需波分光型:
将入射光分成各种波长的单色光,然后取用所需波长的单色光。
随着激光技术的发展,出现了激光红外气体分长的单色光。
随着激光技术的发展,出现了激光红外气体分析仪。
析仪。
不分光型:
用气体滤波器或滤光片来选择所需波长的单色光不分光型:
用气体滤波器或滤光片来选择所需波长的单色光不分光型双光路分析器不分光型双光路分析器
(1)检测器(电容微音器):
)检测器(电容微音器):
两侧接收室两侧接收室内封高浓度内封高浓度co气体,检测红外能量变化,气体,检测红外能量变化,致使膜片振动而导致电容量呈周期性变致使膜片振动而导致电容量呈周期性变化,输出电信号。
化,输出电信号。
(2)气体滤波室:
)气体滤波室:
消除干扰气体的影响。
(3)切光片:
)切光片:
低频调制红外光线,提高分低频调制红外光线,提高分辨率。
辨率。
(4)工作气室:
)工作气室:
(5)参比气室:
)参比气室:
红外线吸收式红外线吸收式CO传感器测量精度高、传感器测量精度高、稳定性和选择性好,但是结构复杂、稳定性和选择性好,但是结构复杂、体积大、成本高。
体积大、成本高。
四四、气相色谱法(、气相色谱法(GasChromatography)11、色谱法、色谱法基本原理基本原理俄国植物学家俄国植物学家MikhailS.MikhailS.sweettsweett于于19011901年创立的一种分离技年创立的一种分离技术,术,又称层析法又称层析法。
根据其分离原理,有吸附色谱、分配色谱、。
根据其分离原理,有吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱与排阻色谱等方法。
离子交换色谱与排阻色谱等方法。
分配色谱是利用混合物中被分离物质在两相中分配系数不同,分配色谱是利用混合物中被分离物质在两相中分配系数不同,以使组分分离。
其中一相为固体或液体涂布在固体载体上,称以使组分分离。
其中一相为固体或液体涂布在固体载体上,称为为固定相固定相;
另一相为气体或液体,称;
另一相为气体或液体,称流动相流动相。
分配色谱。
分配色谱按流动按流动相的不同分为相的不同分为气相色谱气相色谱和和液相色谱液相色谱(LC)(LC)。
GCGC是以气体作为流动相,利用试样各组分在气相和固定相间的是以气体作为流动相,利用试样各组分在气相和固定相间的分配系数不同,当试样被载气带入色谱柱中运行时,组分就在分配系数不同,当试样被载气带入色谱柱中运行时,组分就在其中的两相间进行反复多次(其中的两相间进行反复多次(101033-10-1066)的分配(吸附脱附)的分配(吸附脱附)从而致使各组份在色谱柱中的运行速度不同,经过一定的柱长从而致使各组份在色谱柱中的运
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