2016教材测试仪表（杨麟）.pptx

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1、第四章测量仪表杨麟上海工业锅炉研究所电话：13611738000,第一节温度测量仪表 温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来度量物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。国际单位为热力学温标(K)。目前国际上用得较多的其他温标有华氏温标(F)、摄氏温标(C)。 在标准大气压下，把水的冰点规定为0摄氏度，水的沸点规定为100摄氏度。根据水这两个固定温度点来对温度计进行分度。两点间作100等分，每一份称为1摄氏度，记作1。,测量温度的方法很多，按照测量体是否与被测介质接触，可分

2、为接触式测温法和非接触式测温法两大类。,接触式测温法 接触式测温法的特点是测温元件直接与被测对象相接触，两者之间进行充分的热交换，最后达到热平衡，这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。这种测温方法优点是直观可靠，缺点是感温元件影响被测温度场的分布，接触不良等都会带来测量误差，另外温度太高和腐蚀性介质对感温元件的性能和寿命会产生不利影响。,非接触测温法 非接触测温法的特点是感温元件不与被测对象相接触，而是通过辐射进行热交换，故可避免接触测温法的缺点，具有较高的测温上限。此外，非接触测温法热惯性小，可达千分之一秒，便于测量运动物体的温度和快速变化的温度。由于受物体的发射率、被测

3、对象到仪表之间的距离以及烟尘、水汽等其他介质的影响，这种测温方法一般测温误差较大。,温度测量仪表(一) 水银温度计1、水银温度计工作原理: 玻璃水银温度计由装水银的测温包、毛细管和标尺组成。其原理是：利用水银受热后体积膨胀、冷却后体积收缩的性质制成的膨胀式温度计。2、水银温度计工作特点:1）测量范围窄；2）测量精度相对较低；3）被测数据不能远传；4）常用来测量低温的参数。,(二) 热电偶热电偶工作原理 两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路。热电偶当两个接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测

4、量的，其中直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。,补偿导线 由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），热电偶测温点到二次仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（补偿端）延伸到温度比较稳定的控制室内，接到二次仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响。在使用热电偶补偿导线时:1、必须注意型号相配；2、极性不能接错；3、补偿导线与热电偶连接

5、端的温度差不能超过 100。,冷端补偿 由于在测量过程中一般冷端的温度不可能是0。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t00时对测温的影响。,1）计算修正法 若温度显示仪表分度时规定热电偶冷端温度为零摄氏度, 而在使用中冷端温度不为零摄氏度时, 根据热电偶的中间温度定律，得知在这种情况下产生的热电势为:EAB(t,0) = EAB(t,t0) + EAB(t0,0) 将t0摄氏度的仪表实测读数与相应的校正值代数相加得EAB(t,0),然后从分度表查得被测温度t值。这种方法比较适用于实验室。,3）恒温法 在精密测温中，一般要求热电偶温度保持为0摄氏度，通常采用冰点槽。用清洁的蒸馏水制成冰屑与

6、清洁的蒸馏水相混合盛于冰点槽的保温瓶内, 并使其达到平衡而保持恒定的0摄氏度, 使用时将热电偶冷端放在插入冰点槽的试管底部。 恒温法是准确度很高的冷端处理方法，然而使用比较麻烦，需要在冰点槽内保持冰、水两相。,4）测温电桥自动补偿法 在二次仪表内设计一个自动测温电桥，测量二次仪表所在位置的温度，并计算出热电势EAB(t0, 0)。在接通测温回路后,输入仪表的热电势为：EAB(t,0) =EAB(t,t0) + EAB(t0,0) 仪表读数值即为被测温度的热端温度t值。 此方法简单可靠，补偿精度高。目前在用热电偶测温时得到广泛应用。,(三) 热电阻1、热电阻工作原理 热电阻是中低温区最常用的一种

7、温度检测仪器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。,热电阻信号连接 热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它二次显示仪表上。工业用热电阻安装在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。 目前热电阻的引线主要有三种方式：,1）二线

8、制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合。,2）三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的。,3）四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测和对热电阻检

9、定时应用。,在能效测试时热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。,热电阻三线制电路图,第二节压力测量仪表一、概述 工程技术中的“压力”实质上是物理学中的“压强”，是指介质垂直作用于单位面积上的力。 压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、压力传感器等类型。液柱

10、式压力计是以一定高度的液柱所产生的压力，与被测压力相平衡的原理测量压力的；弹性式压力测量仪表则是利用各种不同形状的弹性元件，在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表，可分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；负荷式压力测量仪表直接按压力的定义制作而成；电测式压力测量仪表是利用金属或半导体的物理特性，直接将压力转换为电压、电流信号或频率信号输出，或是通过电阻应变片等，将弹性体的形变转换为电压、电流信号输出；压力传感器是利用半导体材料在受压后，参数改变与所受压力有一定关系的原理制做的。,液柱式压力计 液柱式压力计大多是一根直的或弯成 U形的玻璃管，其中充以工作液体。常用的工作液体

11、为蒸馏水、水银和酒精。因玻璃管强度不高，并受读数限制，因此所测压力一般不超过0.3兆帕。它的特点液柱式压力计灵敏度高，因此主要用作实验室中的低压基准仪表，以校验工作用压力测量仪表。由于工作液体的重度在环境温度、重力加速度改变时会发生变化，对测量的结果常需要进行温度和重力加速度等方面的修正。,弹性式压力计 弹性式压力计的特点是结构简单，结实耐用，测量范围宽，是压力测量仪表中应用最多的一种。锅炉上安装的压力表一般有普通弹簧管压力表和电节点弹簧管压力表，电节点压力表与普通压力表的区别只是在压力表的指针上设置控制最高压力值的装置，当压力升高压力表指针带动限定指针运动接触到最高限制压力点时，开关闭合电路

12、连通，发出警世信号，提醒操作人员注意。,压力传感器 压力传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器及谐振式压力传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。,第三节流量测量仪表一、概述 流量测量是能效测量中重要的一个内容。流体的流量是指在短暂时间内流过某一流通截面的流体数量与通过时间之比，该时间足够短以致可认为在此期间的流动是稳定的。此流量又称瞬时流量。流体数量以体积表示称为体积流量，流体数量以质量表示称为质量流量。在某段时间内流体通过的体积或质量总量称为累积流量或流过总

13、量，它是体积流量或质量流量在该段时间中的积分。,流量测量方法大致可以归纳为以下几类：1、利用标准小容积来连续测量流量的容积式测量，典型的有：齿轮型流量计、腰轮流量计、刮板流量计和旋转活塞式容积流量计。2、通过直接测量流体流速来得出流量的速度式流量测量法，典型的有：涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计和超声波流量计。3、通过测量流体差压信号来反映流量的差压式流量测量法，典型的有：毕托管和孔板流量计。4、以测量流体质量为目的的质量流量测量法，典型的有：科氏力原理的质量流量计。,(一) 容积式流量测量 容积式流量计测量的精确度与流体的密度无关，不受上游流动状态的影响，测量精度较高，可用于高粘度流体，并

14、直接得到流体累积量。因此长期以来被广泛应用于工业生产并作为流量测量的标准仪表。 其工作原理为：流体通过流量计时，会在流量计进出口之间产生一定的压力差，流量计的转动部件（即转子）在压差作用下旋转，并将流体由入口排向出口。在此过程中，流体不断地充满流量计的计量空间v，然后又不断地被送往出口，在给定流量计条件下，该流量计量空间是确定的，只要测得转子的转动次数N，就可以得到通过流量计的流体体积的累计值V，即V=Nv。,1、齿轮型流量计 这种流量计的壳体内装有两个转子，直接或间接地相互啮合，通过齿轮的旋转，不断地将充满齿轮与壳体之间的流体排出，通过测量齿轮转动次数，即可得到流量。,2、腰轮流量计 腰轮流

15、量计也称罗茨流量计。其测量部分由一对表面光滑的“8”字形转子（腰轮）和测量室组成(如下图)。其工作原理和椭圆齿轮流量计相同，不同的是两个腰轮不是直接相互啮合传动，而是由固定在腰轮轴上的齿轮传动的。,3、刮板流量计 常见的凸轮式刮板流量计结构如下页图所示。 图中壳体的内腔是一圆形空筒，转子是一个空心薄壁圆筒，筒壁径向开了四个槽，互成90，刮板可以在槽内自由滑动。四块刮板由两根连杆连结，相互垂直，在空间交叉，互不干扰。刮板的一端各装有一个小滚珠，四个小滚珠都在一固定不动的凸轮上滚动，使刮板时伸时缩。当相邻两刮板均伸出至壳体内壁时，就形成一标准体积的计量空间。刮板在计量区段运动时，只随转子旋转而不滑

16、动，当离开计量区段时，刮板缩入槽内，流体从出口排出。,同时，后一刮板又与其另一相邻刮板形成第二个计量区间，转子旋转一周，排出4份固定体积的流体，由转子的转数就可以求得被测流体的流量。,4、旋转活塞式容积流量计 旋转活塞式容积流量计如下图，旋转活塞位于固定的内外圈3、4之间，活塞的轴6靠着导辊5滚动，中间隔板1将流量空间分成两部分，活塞2的上缺口和隔板1咬合，当活塞依箭头方向运动时与隔板1成直线运动。活塞在进出口流体压力差的作用下，始终与内外圆筒壁紧密接触旋转，交替不断的将活塞与内外圆筒之间的流体排除，通过计算活塞旋转次数可得到流过的流体量。,容积式流量计选型 在流量计的选择过程当中，对于高粘度

17、的油类，可考虑采用刮板流量计，对于低粘度的油类及水，采用椭圆齿轮或腰轮流量计。对于准确度要求不高的场合，也可采用转活塞式或刮板式容积流量计。对于气体流量的测量，一般可采用转筒式或旋转活塞式容积流量计。,容积式流量计存在以下特点：1）容积式流量计有一个最大的优点，不需要有较长的前后直管段来形成管内稳定流速分布。这给现场安装带来很大方便；2）容积式流量计的动静部件之间间隙很小，为保证测量精度，一般不允许有磨损产生，所以，对介质的清洁度有一定的要求，不能有大量固体微粒进入流量计，因此应在流量计前加装介质过滤装置；3）对测量含有气泡的介质时，应在流量计前安装气体分离装置，以免影响液体流量的测量准确度。

18、,(二) 速度式流量测量 速度式流量计对管道内流体的速度分布有一定的要求，流量计前必须有一定长度的直管段，以形成稳定的速度分布。这是速度式流量计的一个共同特点。速度式流量计主要有涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计和超声波流量计等。,1、涡轮流量计1）涡轮流量计工作原理 置于流体中的叶轮的旋转角速度与流体流速成正比，通过磁电转换装置将涡轮转速变成电脉冲信号，测得流体流速，从而得到被测流体的瞬时流量和累积流量。 涡轮流量计由变送器和显示仪表两部分组成。变送器中：涡轮用高导磁材料制成，磁电转换器由线圈和磁钢组成，前置放大器用以放大磁电转换器输出的微弱电信号，以便远距离传送。,涡轮流量计具有以下特点：

19、a 准确度高，0.50.1%；b量程比宽：810；c 适应性强：易实现高压测量；d 数字信号输出。,2）涡轮流量计的安装使用：a）涡轮流量计适用于测量低粘度、低腐蚀性的液体，不宜测粘度较高的介质流量；b）涡轮流量计一般应安装在水平管道上，要求上游的直管段长度应20D以上，下游15D以上。为消除二次流动，最好在上游加装整流器；c）要求被测流体洁净，以减少轴承的磨损和防止涡轮被卡住，故应在流量计前加过滤装置。d）前置放大器及信号输送线应可靠接地；e）测量液体时，切忌有高速气体引入，必要时应安装消气器。,2、涡街流量计1）涡街流量计工作原理 在均匀流动的流体中，垂直地插入一个具有非流线型截面的柱体，

20、称为漩涡发生体。当流体经过漩涡发生体时，则在其两侧会产生旋转方向相反、交替出现的漩涡，这两列平行的漩涡称为 “卡门涡街” 。稳定的卡门涡街的漩涡脱落频率与流体流速成正比。 旋涡产生的频率受到一定的旋涡空间构造影响，而旋涡的空间结构与旋涡发生体的形状有关。旋涡发生体形状有圆柱、三角往、T型柱、四角柱等。通过检测铂电阻丝的电阻变化频率或者压电敏感元件得到漩涡频率，即可知体积流量的大小。,涡街流量计特点 涡街流量计可以测量气体流量，也可以测量液体流量。输出的频率信号与被测流体的流量呈线性关系，且不受流体性质变化的影响，其测量精度较高。但流体在层流状态下部产生漩涡，所以不能用于层流状态。因此测量下限受

21、到雷诺数的限制，一般希望雷诺数大于104。,2）涡街流量安装a）由于是速度式测量方法，因此要求流量计前面至少有15D、后面要有5D的直管段；如有二个或多个干扰源流量计前面至少有20D；b）流量计是以流体振动原理工作的，因此安装地点应特别注意避免机械振动，否则将对漩涡的形成产生较大影响，降低精度；c）测量液体时流量计宜垂直安装，且流体自下而上流动，避免出现非满管道状态；d）被测流体温度大于200时，流量计表头应朝下。避免电子元件过热。,3、电磁流量计1）电磁流量计工作原理 电磁流量计是基于法拉第电磁感应原理制成的一种流量计。当被测导电流体在磁场中沿垂直磁力线方向流动而切割磁力线时，在对称安装在流

22、通管道两侧的电极上将产生感应电势e，e大小与磁场磁感应强度B，管道内径D及流速u成正比，这样就可以测得液体的流速，进而测得液体的流量，即：E=BDu,该流量计结构由传感器和转换器两部分组成。传感器主要由测量导管、测量电极、励磁线圈、铁芯、磁轭和壳体组成。转换器将流量信号放大处理经单片机运算后，可显示流量、累计量，并能输出脉冲、模拟电流等信号，用于流体流量的计量或控制。,电磁流量计特点电磁流量计结构简单、量程宽、反应灵敏、线性好、不受介质的温度粘度密度的影响，广泛应用于工业上各种导电液体的测量。但电磁流量计易受外界电磁干扰的影响，而且不能用于测量气体、蒸汽以及含大量气体的液体，由于是速度式流量计

23、，其前后有一定长度直管段的要求。,2)电磁流量计安装a）变送器应避开阳光直射或周围温度过高的地方，防止励磁线圈因环境温度过高，出现不允许的温升导致绝缘性能破坏；b）应远离强磁场设备如大电机、大变压器和电焊机；c）安装流量计的管道段，不要有较大的漏电流，而且附近应有良好的接地；d）流量计上游侧应有5D以上的直管段；e）流量计尽可能安装在垂直管道上，如安装在水平管道上测量电极必须左右安装，防止夹杂的气泡导致二个测量电极间出现短时间绝缘。,4、超声波流量计 超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到

24、的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。 根据检测的方式，可分为传播速度差法(时差法)、多普勒法等不同类型的超声波流量计。,传播速度差法的原理 测量超声波脉冲在顺流和逆流传播过程中的速度之差来得到被测流体的流速。根据测量的物理量的不同，可分为时差法、相差法、频差发。如下公式所示，测量超声波脉冲的顺流传播时间t1和逆流传播时间t2的差值，从而计算流体流动的速度和流量。,超声波流量计特点 由于是非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。,3）超声波流量计的安装a）在能效测试过程中测量管道内水或油时，用时差法

25、流量计；b）流量计宜安装在垂直管道上，且流体自下而上流动，避免出现非满管道状态；c）流量计前直管道至少保持在15D以上，后直管道保持在5D；d）流量计安装处应避免振动和电磁场干扰；e）测量高温液体流量时，应选用高温超声波流量计。,(三) 差压式流量测量1、毕托管测量流量计当毕托管插入流体时，设流体某一点的流速为u，静压为p，为了测定该点的流速，将毕托管顶端的小孔对准此点，并使毕托管轴线与流向平行，这时，该点的流速被滞止为零，压力由原来的静压p上升到滞止压力p0 (或称全压p0)。 p0不但包括了原来的静压力p，而且还包括了由流体动能转化为静压力的部分称为动压pd。也即p0包含了流速u的信息。只

26、要从p0中将原来的静压p减去，就可得到流速值u。,目前使用的毕托管是一根双层结构的弯成直角的金属小管，如下图所示。在毕托管的头部迎流方向开有一个小孔，称全压孔。在毕托管头部下游某处又开有若干小孔，称静压孔。毕托管所测得的流速是毕托管头部顶端所对的那一点流速。,毕托管特点 毕托管方法要求测量时间长，计算复杂，尤其是大管径、流速分布不对称时更是如此，所以一般只能用于稳定工况的试验工作以及大口径流量的标定工作。,2、孔板流量计1）孔板流量计工作原理 充满管道的流体流经管内节流件时，流速将局部收缩。由于节流件的阻挡，在节流件前流体产生回流，促使一部分动压头转化为静压头，是静压力（P1）略升高。在收缩截

27、面处，因为流速增加，部分位能降转变为动能。根据能量守恒定律，流体的静压力就要降低。并且，由于惯性力的作用，流体在离开节流件之后相当距离处收缩到最小，静压（P2）也降低到最低。然后流速又重新扩张到管道的全部断面，静压力重新升高，但由于涡流和摩擦等损失，此压力已不能达到原来的数值，而相差P。 流体的流速愈高，即流量（G）愈大，在载流件前后产生差压（P）也就愈大；反之亦然。所以测量该差压的数值，就能间接测量流量的数值。,2）孔板流量计安装：a）孔板流量计园柱形锐边迎着介质流动方向；b）孔板流量计在管道中的安装应与管道轴线垂直，其偏差不超过1度，并应同心；c）管道上游保持20D，下游保持10D。,4、

28、质量流量计1）质量流量计工作原理 当介质以一定的速度流经测量管时，振动的测量管会受到科氏力影响，产生形变，从而导致测量管两端产生相位差。,2）质量流量计工作特点：a）测量时完全不受温度、压力、粘度及流体特性的影响；b）测量精度高，可达到0.1 级以上；c）应用范围广，可对水、蒸汽、燃料油、润滑油、天然气及压缩气体进行测量。,3）质量流量计的安装：a）安装不需要特殊的固定支架，仪表的容器型结构能克服外力的影响；b）测量管振动频率高，应确保测量不受管道振动影响；c）只要不产生气蚀现象，测量不受阀、弯通、三通等管件的影响。但流量计宜远离大的干扰源，如泵等大的设备。d）如测量管内有空气或夹带气体时，会

29、产生测量误差，应避免安装在管道的最高点。,第四节 烟气分析仪表一、 概述 在锅炉测试和锅炉运行中为了检验和监督锅炉运行工况的经济性和安全性常需对锅炉燃烧生成的烟气取样并分析其组成成份。通过对烟气取样和分析可以确定锅炉的一系列有关运行工况。,用烟气分析仪测量烟气目的1、为了确保锅炉炉膛内燃烧良好，实际送入炉膛的空气量总大于理论燃烧所需空气量，这两者之比值通常称为过量空气系数。此值太小，则燃烧不良，燃烧不完全损失增大；此值过大，则锅炉排出烟气量增多将使排烟热损失增加，因此必须控制过量空气系数在最佳的数值范围内。,2、在锅炉热损失中化学不完全燃烧损失通常是很小的。但在燃烧过程组织不好时，在燃烧产物烟

30、气中会出现一氧化碳、氢、甲烷或碳氢化合物等可燃气体。因此，通过烟气取样和分析可以判别燃烧过程的好坏，同时可以确定化学不完全燃烧损失的大小。为此进行的烟气取样可以在各烟道的任何截面上采集，但为了避免进行重复分析一般可与确定过量空气系数所需的烟气取样结合在一起进行。,3、锅炉各烟道的不严密处常会发生外界空气漏入烟道的现象，简称为漏风。漏风无疑会增加锅炉的排烟热损失，并会引起其它问题如增大引风机的负荷。通过分析各烟道进、出口烟气中的氧含量可确定各烟道的漏风量。,4、同时，锅炉排出的烟气中含有大量的氮氧化物NOx和二氧化硫SO2，造成环境污染。为了达到环保排放的要求常需对烟气取样以分析其中污染成份的含

31、量。为此可在烟道排烟处或烟囱内抽取烟样进行分析。,二、烟气分析仪表 烟气成份分析方法很多，有容积分析法、色谱分析法、比色法、冷凝法以及电测法等。根据不同的烟气成份可采用不同方法进行分析。烟气中需要分析测定的主要成份为氧气、三原子气体RO2(CO2SO2)、可燃气体(CO、H2 、CH4)、氧化氮NOx和二氧化硫SO2的含量。,(一) 化学式烟气分析仪1、化学式烟气分析仪的工作原理，是用适当的吸收剂来吸取混合气体中的个别成份，测量混合气体被分析成份除去以后的体积缩减量。被分析气体的成分可以用吸收法、燃烧法或燃烧后再吸收的方法来除去。化学式烟气分析仪分为：1）人工气体分析仪，典型的有奥氏烟气分析仪

32、。2）自动气体分析仪，典型的有电化学传感器式烟气分析仪。,2、电化学传感器的工作原理及主要部件1）工作原理 电化学传感器通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。典型的电化学传感器由传感电极(或工作电极)和反电极组成，并由一个薄电解层隔开。,2）电化学传感器包含以下主要元件：a）透气膜(也称为憎水膜)：透气膜用于覆盖传感(催化)电极，在有些情况下用于控制到达电极表面的气体分子量。b）电极：电极材料应该是一种催化材料，能够执行在长时间内执行半电解反应。c）电解质：电解质必须能够促进电解反应，并有效地将离子电荷传送到电极。d）过滤器：在传感器前方会安装洗涤式过滤器以滤除不需要的气

33、体。,3）压力与温度的影响a）电化学传感器受压力变化的影响极小。然而，由于传感器内的压差可能损坏传感器，因此整个传感器必须保持相同的压力。b）电化学传感器对温度也非常敏感，因此通常采取内部温度补偿。但最好尽量保持标准温度。一般而言，在温度高于25C时，传感器读数较高；低于25C时，读数较低。温度影响通常为每摄氏度0.5%至1.0%，视制造商和传感器类型而定。,4）选择性电化学传感器通常对其目标气体具有较高的选择性。选择性的程度取决于传感器类型、目标气体以及传感器要检测的气体浓度。,5）预期寿命电化学传感器的预期寿命取决于几个因素，包括要检测的气体和传感器的使用环境条件。一般而言，规定的预期寿命

34、为一至三年。在实际中，预期寿命主要取决于传感器使用中所暴露的气体总量以及其它环境条件，如温度、压力和湿度。,(二) 物理式气体分析器 它的工作原理是基于利用混合气体中被测定成份的任一物理性质，如气体的密度、导热率、磁化率、波长等物理性质和混合气体中其余成份的同一物理性质有显著的差异。物理式的气体分析仪就是用各种机械式的、电气式的、磁力式等以及其他利用气体物理性质的气体分析器等。,第五节蒸汽品质分析仪表一、电导率仪 电导率是物体传导电流的能力。电导率测量仪的测量原理：是将两块平行的极板，放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势（通常为正弦波电压），然后测量极板间流过的电流。,在电解质溶液中，带

35、电的离子在电场的影响下产生移动而传递电子，其导电能力以电阻R的倒数电导度G表示：G=1/R 当温度一定时与电极距离L成正比，与电极截面积A成反比：R=L/A式中：为电阻率，K为电导率:K=1/。则：K=L/AR。当L/A为常数时，称电极常数，用J表示。得：K=JG。 由此可知，当采用常数为1的电极时，电导率和电导度数值相等，S称为西门子。,电极常数常选用已知电导率的标准氯化钾溶液标定。溶液的电导率与其温度、电极上的极化现象、电极分布电容等因素有关，仪器上一般都采用了补偿或消除措施。,二、钠离子浓度计 1、测量原理玻璃钠电极、甘汞电极和被测溶液组成一个测量电池，而电池电动势和溶液pNa之间的对应

36、关系符合能斯特方程：E E0 2.303 pNa 式中：R：气体常数8.314 J/(Kmol) T：溶液的绝对温度273 + t F：法拉第常数9.65104 C/mol E0：电极系统的截距电位，在一定条件下 可看作一常数 pNa：被测溶液的pNa值,2、定位溶液的制备 称取117mg经250350干燥12小时的基准NaCl试剂，溶解于2公斤无钠水中，即制成0.001molL Na+标准溶液(23mg/L Na+溶液，pNa3)，将此溶液再用重量法稀释10倍，即得0.0001mol/L标准定位溶液(即2.3mg/L Na+溶液，pNa4)。,第六节动平衡烟尘采样仪 动平衡烟尘采样主要有几个

37、工作目的：一是测量烟尘的排放浓度；二是可以作为飞灰采样器；三是当要计算飞灰占灰渣百分比时可根据测量出的飞尘的浓度来计算飞灰的重量。,动平衡烟尘采样仪的工作原理：根据烟尘采样必须是等速采样的原则，即采样气体流经采样嘴的流速与烟气流速相等。为了保证整个采样过程中都是等速采样，需在采样枪旁安装一支比托管，用来时刻跟踪烟气的动压。动平衡烟尘测试仪的微处理器测控系统根据各种传感器检测到的静压、动压、温度及含湿量等参数，计算出烟气流速、等速跟踪流量，控制电路调整抽气泵的抽气能力，使实际流量与计算的采样流量相等，达到自动修正采样烟气的流速目的，从而保证在整个采样过程中是等速采样。同时微处理器用检测到的流量计前温度和压力自动将实际采样体积换算为标况采集体积。,动平衡烟尘采样仪使用：将烟尘采样枪由烟道采样孔中置入烟道中，将采样嘴置于测点上，正对气流方向。按等速采样要求抽取一定量的含尘烟气，根据滤筒捕集的烟尘重量以及抽取的气体体积，计算颗粒物的排放浓度及排放总量。,谢 谢！,