令 r (1 ) r
0 r

---磁导率
B H
7.1.1 磁式氧分析仪
1、测量基本原理
表7-1可知，除NO外，氧气的磁化率较其他气体高很
多，因此可以用磁化率来分析混合气体中氧气含量
7.1.1 磁式氧分析仪
1、测量基本原理
多组分混合气体磁化率
---混合气体磁化率 ii i ---某组分气体磁化率
器检测和相关信号处理后得到结果。
色谱分析仪器包括分离和分析两个技术环节。
7.2 色谱法测量气体成分
基本工作原理：
分配系数：
Cs Ki Cm
Ki为组分i的分配系数， Cs为组分i在固定相中的浓度， Cm为组分i在流动相中的浓度。
分配系数越大的组分在固定相中的浓度越大，停留时 间较长，越晚流出色谱柱； 分配系数越小，越早流出色谱柱。
氧离子固体电解质-----能传导氧离子的固体电解质。
7.1.2 氧化锆氧分析仪
1、工作原理
氧化锆是一种固体电解质。纯氧化锆基本上不导电，但参
杂一些氧化钙、氧化钇等稀土元素后，具有高温导电性。
7.1.2 氧化锆氧分析仪
假设右侧为被测气体（烟气），氧分压p1,氧浓度为1，左 (负极)Pt,O2(分压p1)ZrO2,CaO )O2(分压p2),Pt(正极）
若被测气体与参比气体的总压为P
p2 / P R T E ln nF p1 / P
R T 2 E ln n F 1
可知，当参比气体和温度一定时，电势是待测气体的氧百分含量 的函数，只要测出电势E,即可得到氧浓度的值。
7.1.2 氧化锆氧分析仪
7.1.2 氧化锆氧分析仪
7.2 色谱法测量气体成分
色谱技术的实质是流动相与固定相作相对运动时，
由于流动相中被分离的不同物质受到固定相的吸附和
溶解等作用的不同而得到分离的过程。
7.2 色谱法测量气体成分
1、分类
两相状态：气相色谱和液相色谱
固定相的固定方式：柱色谱、纸色谱、和薄膜色谱
分离原理：吸附色谱、分配色谱、排阻色谱。 气相色谱法—流动相为气体
7.2 色谱法测量气体成分
A、B同时进入色谱柱
根据色谱峰的峰高 和峰面积的大小即 可求出组分的百分 含量
7.3 红外色谱法测量气体成分
红外线是电磁波的一种，波长范围0.76-1000 μm。 在燃气或排放气体所含的主要成分中，除同原子的 双原子气体（H2，N2，O2等）外，其他非对称分子气 体如CO,CO2，H2O,NO,CnHm等，在红外光区均有特 定的吸收带。这种特定的吸收带对于某一种分子是确 定的、标准的。
O2 4e 2O 2 (正极，还原反应） 2O 2 O2 4e (负极，氧化反应）
侧参比气体（如空气）氧分压为p2Nernst 方程
7.1.2 氧化锆氧分析仪
p2 R T E ln nF p1 Nernst 方程
n i 1
i ---某组分百分含量
当混合气体中一种气体磁化率很高，其他气体的磁化率
取一个平均值
e
7.1.1 磁式氧分析仪
1、测量基本原理
11 e 1 1 e (1 e )1
1 ---磁化率很高的气体的磁化率 1 ---磁化率很高的气体的组分百分含量
7.1.2 氧化锆氧分析仪
1、工作原理
基于氧化锆浓差电池所形成的氧浓度差电动势随氧浓
度变化的原理进行测量的。 氧化锆固体电解质导电机理
电解质溶液依靠离子导电。某些固体也具有离子导电性质。 固体电解质------具有某种离子导电性质的固体物 质。固体电解质是离子晶体结构，温度越高，导电 性能越强。
物质在外磁场中，会被磁化并感生一附加磁场，此物质因磁化 而激发出来的磁场强度M与外加的激发磁场强度H满足：
M H
B 0 ( H M )
7.1.1 磁式氧分析仪
1、测量基本原理
B 0 ( H H ) (1 ) 0 H
0

---磁化率 ---真空磁导率 ---介质的相对磁导率
第7章 物质成分分析
7.1
7.2
氧含量测量 色谱法测量气体成分
7.3 红外光谱法测量气体成分 7.4 化学发光法测量氮氧化物浓度
7.1 氧含量测量
过剩空气系数
实际供应空气量与理论必需空气量的比值
过剩空气系数与烟气中的含氧量的关系：
过剩空气系数增大，烟气中含氧量增加；
过剩空气系数减小，烟气中含氧量减少；
7.1 氧含量测量
氧含量分析仪
用于连续测量工业锅炉或加热炉燃烧过程中排放气 体的氧含量的设备，适用于燃烧过程的监测和控制。
种类
磁式氧分析仪（热磁式、磁力式）
氧化锆管分析仪
7.1.1 磁式氧分析仪
1、测量基本原理
基于氧的磁化率远大于其他气体磁化率这一物理现象 来测量混合气体中氧含量的。
磁化率---表征磁介质属性的物理量。
7.3 红外色谱法测量气体成分
1、基本原理
根据特定的吸收带可以鉴别分子的种类。
定性分析---根据某物质吸收了哪些波长的光辐射，
就可以判断是什么物质。 定量分析---利用光能吸收与组分浓度之间的关系
气固色谱—固定相为固体 气液色谱—固定相为液体
液相色谱法—流动相为液体
7.2 色谱法测量气体成分
基本工作原理：
根据不同物质在固定相和流动相所构成的体系，即色谱柱中具
有不同的分配系数而进行分离。被分析的试样由载气带入色谱柱，
色谱柱内有固体吸附剂或固定液，对不同的气体有不同的吸附能力 或溶解能力，但对载气的吸附能力要比样品组分弱得多。由于样品 各组分在固定相上吸附或溶解能力的不同，被载气带出的先后次序 也就不同，从而实现了各组分的分离。先后流出的不同组分经检测
e ---低磁化率气体的假定平均值
11
假设混合气体中磁化率很高的组分为氧气，其他气体的磁 化率相对太小
7.1.1 磁式氧分析仪
1、测量基本原理
11
只要能测出混合气体的磁化率，就可以知道氧气的百
分含量，磁式氧分析仪的基本原理。 顺磁性气体介质，当温度升高时，磁化率下降； 顺磁性介质在磁场中受到吸引力； 逆磁性介质则受到排斥力；