热导式气体分析仪器学习教案

1、会计学1热导式气体热导式气体(qt)分析仪器分析仪器第一页，共25页。dSdndtdQ通过介质微元等温面传导的热流量，不仅与等温面处温度通过介质微元等温面传导的热流量，不仅与等温面处温度梯度有关梯度有关(yugun)，而且与介质的导热系数成正比。，而且与介质的导热系数成正比。导热系数标志着物质的导热能力。导热系数标志着物质的导热能力。 上一页下一页返 回第1页/共24页第二页，共25页。)1 (0t介质导热系数介质导热系数(xsh)的温度系数的温度系数(xsh)。上一页下一页返 回第2页/共24页第三页，共25页。气体名称相对导热系数（00C时）温度系数/0C-1（01000C）空气1.000

2、0.00253氢7.1300.00261氖1.9910.00256氧1.0150.00303氮0.9980.00264一氧化碳0.9640.00262氨0.897-氩0.6850.00311氧化亚氮0.646-二氧化碳0.6140.00495硫化氢0.538-二氧化硫0.344-氯0.322-甲烷1.3180.00655乙烷0.8070.00583乙烯0.7350.00763二乙醚0.5430.00700丙酮0.4060.00720汽油0.3700.00980二氯甲烷0.2730.00530水蒸气0.973（1000C时）0.00455（1000C时）上一页下一页返 回第3页/共24页第四页，

3、共25页。niiimC1根据混合气体根据混合气体(qt)导热系数与各组分导热系数之间的关系，导热系数与各组分导热系数之间的关系，就可以实现多组分气体就可以实现多组分气体(qt)的含量分析。的含量分析。 上一页下一页返 回第4页/共24页第五页，共25页。2211CCm由于由于(yuy)C1+C2=100% )1 (1211CCm2121mC只要测出混合气体的导热系数，就可以根据只要测出混合气体的导热系数，就可以根据(gnj)两组分的导热系数两组分的导热系数求得待测组分的含量。求得待测组分的含量。对上式微分，可得对上式微分，可得 211dCdm仪器的灵敏度与两个组分导热系数之差成正比，仪器的灵敏

4、度与两个组分导热系数之差成正比，即两组分导热系数相差越大，仪器的灵敏度就越高。即两组分导热系数相差越大，仪器的灵敏度就越高。上一页下一页返 回第5页/共24页第六页，共25页。上一页下一页返 回第6页/共24页第七页，共25页。上一页下一页返 回第7页/共24页第八页，共25页。上一页下一页返 回热导池结构热导池结构(jigu)示意图示意图1-腔体；腔体；2-电阻丝；电阻丝；3-支承支承(zh chn)架；架；4-绝缘；绝缘；5-引线；引线；6-气体出口；气体出口； 7-气体入口气体入口 第8页/共24页第九页，共25页。当电阻元件通过电流当电阻元件通过电流(dinli)I时，电阻吸收的功率将

5、全部转换成热量时，电阻吸收的功率将全部转换成热量 RIdQ2此热流量一方面使电阻元件本身此热流量一方面使电阻元件本身(bnshn)温度升高，另一方面也向周围散失。温度升高，另一方面也向周围散失。电阻元件向外散失的热量主要是靠热导池内气体的导热。电阻元件向外散失的热量主要是靠热导池内气体的导热。当通过电阻元件的电流，气体成分以及热导池壁面温度一定时，当通过电阻元件的电流，气体成分以及热导池壁面温度一定时，电阻元件温度上升到某一数值后，便会出现电源供给的热量与气体电阻元件温度上升到某一数值后，便会出现电源供给的热量与气体的导热量相平衡的情况，以后电阻元件的温度以及热导池内的温场的导热量相平衡的情况

6、，以后电阻元件的温度以及热导池内的温场分布都将保持不变。分布都将保持不变。热平衡时热导池内的温场为一系列同轴圆柱等温面。热平衡时热导池内的温场为一系列同轴圆柱等温面。对于半径为对于半径为r的等温面，单位时间气体的导热量为的等温面，单位时间气体的导热量为SdrdtdQ上一页下一页返 回第9页/共24页第十页，共25页。热平衡时各等温面的导热量热平衡时各等温面的导热量(rling)相当，相当，dQ值与值与r无关，则式变为无关，则式变为 rdrldQdt2CrldQttln2)1 (0对于对于(duy)热导池壁，当热导池壁，当r=rc时，时，t=tc，代入上式可得积分常数，代入上式可得积分常数C为为

7、cccrldQttCln2)1 (0式中，式中， rc热导池内壁半径热导池内壁半径(bnjng)。式中，式中，0混合气体在混合气体在0时的导热系数；时的导热系数； 混合气体导热系数的温度系数；混合气体导热系数的温度系数；上一页下一页返 回第10页/共24页第十一页，共25页。假定电阻丝假定电阻丝r=rw表面表面(biomin)处的温度处的温度t=tw )(cwmttKdQ式中，式中， m混合气体的平均导热系数；混合气体的平均导热系数； K与热导池尺寸有关与热导池尺寸有关(yugun)的常数，称为热导池常数。的常数，称为热导池常数。)(10cwwcmttttwcrrlKln2电阻丝的阻值电阻丝的

8、阻值(z zh)是温度的函数是温度的函数 )1 (0wtRRmcKRItRR0201)1 (热导式气体分析仪热导池的特性方程热导式气体分析仪热导池的特性方程 当电阻丝通过的电流当电阻丝通过的电流I和热导池的壁面温度和热导池的壁面温度tc固定时，固定时，电阻丝的阻值只与分析气体的导热系数有关。电阻丝的阻值只与分析气体的导热系数有关。 测量电阻丝阻值，便可对多组分气体待测组分的含量分析。测量电阻丝阻值，便可对多组分气体待测组分的含量分析。上一页下一页返 回第11页/共24页第十二页，共25页。硅传感器热导池原理图硅传感器热导池原理图上一页下一页返 回第12页/共24页第十三页，共25页。上一页下一

9、页返 回第13页/共24页第十四页，共25页。上一页下一页返 回第14页/共24页第十五页，共25页。上一页下一页返 回第15页/共24页第十六页，共25页。上一页下一页返 回第16页/共24页第十七页，共25页。上一页下一页返 回第17页/共24页第十八页，共25页。热导池的四种结构热导池的四种结构(jigu)型式型式上一页下一页返 回第18页/共24页第十九页，共25页。上一页下一页返 回第19页/共24页第二十页，共25页。上一页下一页返 回第20页/共24页第二十一页，共25页。上一页下一页返 回稳压器供电的直流单桥测量稳压器供电的直流单桥测量(cling)线路线路第21页/共24页第二十二页，共25页。上一页下一页返 回第22页/共24页第二十三页，共25页。上一页返 回第23页/共24页第二十四页，共25页。NoImage内容(nirng)总结会计学。通过介质微元等温面传导的热流量，不仅与等温面处温度。上一页。1. 热导池的工作原理。2. 影响热导池特性的因素。