气体分析员考试题及答案

气体分析员考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在红外气体分析仪中，选择干涉滤光片中心波长的主要依据是A.检测器响应曲线B.光源发射强度C.目标气体吸收峰位置D.气室长度答案：C解析：干涉滤光片的作用是仅允许目标气体特征吸收波长通过，其中心波长必须与气体最强吸收峰重合，才能最大化信噪比。2.用非分散红外（NDIR）法测CO₂时，为消除水蒸气干扰，最常用的做法是A.提高气室温度至60℃B.在样品气路前加装Nafion干燥管C.采用双波长差分算法D.增加气室光程至1m答案：B解析：Nafion干燥管选择性渗透水分子，可在不损失CO₂的前提下将露点降至-20℃以下，从源头消除水蒸气吸收干扰。3.某顺磁氧分析仪输出电压E与氧体积分数φ的关系为E若k=2.00V，当φ=25%时，E约为A.0.47VB.0.49VC.0.51VD.0.53V答案：B解析：代入φ=0.25，得E4.在色谱定量分析中，若组分A的峰面积RSD连续5次运行分别为1.2%、1.5%、1.3%、1.4%、1.6%，则其重复性可用下列哪项指标表征A.平均RSD=1.4%B.极差1.6%C.标准偏差0.15%D.置信区间半宽0.3%答案：A解析：重复性通常直接以多次测量相对标准偏差的平均值表示，无需复杂统计。5.对于电化学NO传感器，其极限电流I与NO浓度c的关系受温度T影响显著，经验修正公式为=若25℃下标定斜率为0.85nA/ppb，则在35℃下同一传感器斜率变为A.0.94nA/ppbB.1.00nA/ppbC.1.06nA/ppbD.1.10nA/ppb答案：C解析：=6.激光吸收光谱中，波长调制光谱（WMS）技术通过高频调制激光电流，其二次谐波幅值正比于A.吸收率的一次导数B.吸收率的二次导数C.吸收线积分面积D.吸收线半高宽答案：B解析：二次谐波信号与吸收线型的二阶导数成正比，可抑制基线漂移并提高灵敏度。7.某厂用催化燃烧式LEL传感器监测甲烷，其显示值20%LEL对应甲烷体积分数为A.0.2%B.0.5%C.1.0%D.2.0%答案：B解析：甲烷100%LEL=5%vol，故20%LEL=1%vol×0.2=0.5%vol。8.在烟气连续排放监测（CEMS）中，为符合HJ75-2017标准，SO₂零点漂移24h内不得超过A.±2.5%F.S.B.±5%F.S.C.±10%F.S.D.±20%F.S.答案：A解析：标准规定SO₂、NOx零点漂移≤±2.5%满量程。9.傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪的分辨率通常用A.波数cm⁻¹表示B.波长nm表示C.频率MHz表示D.光程cm表示答案：A解析：FTIR分辨率以波数间隔（cm⁻¹）定义，如1cm⁻¹、0.5cm⁻¹等。10.某激光氨逃逸分析仪采用波长λ=1532nm，其对应波数为A.6518cm⁻¹B.6528cm⁻¹C.6538cm⁻¹D.6548cm⁻¹答案：B解析：ν二、多项选择题（每题3分，共15分，多选少选均不得分）11.下列哪些措施可有效降低NDIRCO分析仪的交叉干扰A.采用窄带干涉滤光片B.增加气室压力至2barC.软件植入多元线性回归算法D.在气室入口加装冷阱除水E.使用双通道差分结构答案：A、C、D、E解析：增加压力会加宽吸收线，反而可能加重干扰，故B不选。12.关于可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）波长标定，正确的是A.可用HITRAN数据库计算吸收线位置B.可用标准气体在低压下扫描确认C.可用甲烷标准具干涉条纹定标D.温度漂移可通过Peltier控温消除E.电流调谐系数与波长呈线性答案：A、B、C、D解析：电流调谐系数在高注入区呈非线性，E错误。13.在气相色谱中，下列哪些参数改变会导致保留时间提前A.升高柱温B.降低载气流速C.缩短柱长D.减小固定液膜厚度E.增加进样量答案：A、C、D解析：降低流速会延长保留时间；进样量过大可能峰形拖尾但不显著改变保留时间。14.对于电化学CO传感器，下列说法正确的是A.工作电极反应为CO+H₂O→CO₂+2H⁺+2e⁻B.对电极反应为O₂+4H⁺+4e⁻→2H₂OC.输出电流与CO浓度成正比D.湿度低于10%RH会导致响应降低E.长期暴露于高浓度H₂会缩短寿命答案：A、B、C、D、E解析：所有选项均符合电化学CO传感器原理与实际应用经验。15.在烟气采样中，以下哪些情况会导致SO₂损失A.采样管内壁温度低于酸露点B.使用不锈钢采样探针未涂层C.采样管未加热至120℃以上D.伴热管线存在U形低点E.采用PTFE滤膜但孔径为0.45μm答案：A、C、D解析：不锈钢本身不吸附SO₂；PTFE滤膜孔径0.45μm对SO₂无显著损失，B、E不选。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）16.紫外差分吸收光谱（DOAS）可直接测量NO₂，无需转化炉。答案：√解析：NO₂在200–400nm有显著连续吸收，可直接反演。17.催化燃烧式传感器对氢气的灵敏度约为甲烷的2倍，因此需交叉干扰修正。答案：√解析：氢气热值高且扩散系数大，灵敏度约为甲烷2倍。18.在FTIR定量分析中，吸光度与光程长度成反比。答案：×解析：根据朗伯–比尔定律，吸光度与光程成正比。19.采用氦离子化检测器（HID）时，载气纯度需≥99.999%，否则基线噪声急剧增加。答案：√解析：HID对杂质极度敏感，载气纯度不足会导致等离子体不稳定。20.非甲烷总烃（NMHC）色谱分析中，采用镍催化转化炉将除甲烷外的烃类转化为CO₂。答案：×解析：镍催化转化炉是将非甲烷烃加氢转化为甲烷，再通过FID检测。21.激光吸收光谱中，压力加宽系数与温度无关。答案：×解析：压力加宽系数随温度升高而减小，因分子平均速度增大碰撞时间缩短。22.在CEMS比对监测中，相对准确度计算需剔除异常值，异常值定义为相对误差>±20%。答案：√解析：HJ75-2017明确剔除>±20%的异常数据点。23.采用化学发光法测NOx时，O₃浓度过高会导致发光效率下降。答案：√解析：O₃过量会猝灭激发态NO₂，使线性偏离。解析：O₃过量会猝灭激发态NO₂，使线性偏离。24.对于光声光谱（PAS）传感器，调制频率越高，声信号幅值越大。答案：×解析：声信号幅值在共振频率处最大，过高频率反而偏离共振导致幅值下降。25.顺磁氧分析仪的检测器必须恒温在50℃，否则会出现零点漂移。答案：×解析：恒温要求通常为45±0.1℃，50℃并非必须，且不同厂家设定值不同。四、填空题（每空2分，共20分）26.用NDIR测CO₂，20℃下测得吸光度A=0.221，气室长度L=0.5m，吸收系数α=1.2m⁻¹·%⁻¹，则CO₂体积分数为________%。答案：0.368解析：A27.某TDLAS系统扫描范围0.2cm⁻¹，采样点数1024，则光谱分辨率为________cm⁻¹。答案：0.000195解析：Δ28.色谱峰面积RSD要求≤2%，若5次面积分别为120.5、118.9、121.3、119.7、120.1μV·s，则平均面积为________μV·s，RSD为________%。答案：120.1，0.78解析：x29.电化学NO传感器温度系数为+0.05%/℃，若25℃下读数为250ppb，则35℃下未修正读数为________ppb。答案：251.3解析：Δ30.激光氨分析仪采用波长调制技术，调制频率f=10kHz，锁相放大器时间常数τ=1ms，则等效噪声带宽为________Hz。答案：125解析：Δ31.顺磁氧分析仪量程0–25%，输出4–20mA，则氧浓度为12.5%时输出电流为________mA。答案：12解析：线性关系：I32.用FTIR测苯，波数3030cm⁻¹处吸光度系数ε=3.8×10⁻¹⁹cm²·molecule⁻¹，光程10m，测得A=0.15，则苯分子数浓度为________molecule/cm³。答案：3.95×10¹³解析：A33.某催化燃烧传感器在甲烷校准点显示50%LEL，通入实际混合气（50%LEL甲烷+25%LEL丙烷），则传感器显示值约为________%LEL。答案：75解析：丙烷灵敏度约为甲烷1.8倍，25%LEL丙烷≈45%LEL甲烷当量，总计50+45=95，但传感器线性叠加近似75%LEL。34.化学发光NOx分析仪中，反应室压力维持于________Torr可获得最大发光效率。答案：10解析：实验表明约10Torr时碰撞猝灭与发光效率达到最佳平衡。35.采用PID传感器测苯，其电离能IE=9.24eV，若灯能量10.6eV，则苯的响应因子RF理论值为________nA/ppm。答案：≥0.9解析：RF与(灯能量–IE)成正比，10.6–9.24=1.36eV，理论RF≈0.9–1.1nA/ppm，取≥0.9。五、计算题（共20分）36.（10分）某TDLAS系统测NH₃，吸收线位于6528.76cm⁻¹，线强度S=1.2×10⁻²⁰cm·molecule⁻¹，压力P=100Torr，温度T=300K，气程L=30m，测得积分吸光度∫Adν=0.048cm⁻¹。（1）计算NH₃柱浓度N（molecule/cm²）；（2）若气体温度升至330K，压力不变，求新积分吸光度。答案与解析：（1）根据积分吸收公式∫N（2）温度升高，线强度S随T变化：S对NH₃6528cm⁻¹，E''≈0，配分函数Q∝T¹·⁵，故=新积分吸光度0.04837.（10分）某CEMS系统SO₂量程0–200mg/m³，标定数据如下：标准值(mg/m³)050100150200仪表读数(mg/m³)24899151198（1）计算线性相关系数r；（2）计算相对准确度RA（以200mg/m³为参考）；（3）若标准允许RA≤5%，判断是否合格。答案与解析：（1）用最小二乘法，得xr（2）相对误差序列：–，–4.0%，–1.0%，+0.7%，–1.0%平均相对误差绝对值=1.7%，RA=1.7%（3）1.7%<5%，合格。六、综合应用题（共15分）38.某垃圾焚烧厂需连续监测HCl、SO₂、NOx、CO、颗粒物，现场湿度高（体积分数8%）、含HCl约800mg/m³、SO₂约300mg/m³、温度180℃。（1）选择每种组分最佳测量原理，并说明理由；（2）设计一套采样预处理系统，画出流程框图（文字描述），确保除水、防腐蚀、防铵盐结晶；（3）列出系统每日、每周、每月的质控操作要点。答案与解析：（1）HCl：高温FTIR（180℃热湿法），避免溶于冷凝水；或TDLAS1747nm（热湿法），抗干扰强。SO₂：紫外差分DOAS（热湿法），无需转化，维护量低。NOx：化学发光（转化炉+冷干法），精度高，满足HJ75。CO：NDIR（冷干法），技术成熟，成本低。颗粒物：前向散射浊度仪（高温型），等速采样，避免水滴干扰。（2）流程框图文字描述：高温采样探头（SIC-SiC陶瓷滤芯，2μm，180℃伴热）→一级加热管线（PTFE+不锈钢编织，180℃）→射流冷凝器（快速降温至2℃，除水率>95%）→渗透干燥器（Nafion，露点<-15℃）→精密过滤器（PT