不变时，利用被测空气相应于湿球温度下饱和水蒸气压 力和干球温度下的水蒸气分压力之差，与干湿球温度之 差之间存在的数量关系确定空气湿度。
其数量关系的数学表达式为：
Pb,s－Pn = A(θw－θs)B
式中，Pb,s —— 湿球温度下饱和水蒸气压力； Pn —— 空气中水蒸气分压力； θw、θs —— 分别为空气的干、湿球温度； A —— 与风速有关的系数；
1-腔体； 2-电阻丝； 3-支承架； 4-绝缘； 5-引线； 6-气体出口； 7-气体入口
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一、热导式气体分析器
注意事项： 1）电阻丝散热方式：气体的热传导、气体的对流散热、电
阻丝的热辐射、电阻丝轴向连接体的热传导散热。 2）散热尽量要小，所以气室直径一般4~7mm，有恒流装
置，减小测量的波动。 3）为了减小电阻丝轴向连接体的热传导散热，一般热丝长
Cu 加热
CO2+H2O+N2+SO2
TCD检测器
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一、热导式气体分析器
氧化
气相分离
还原
有机元素分析仪测定流程
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二、氧分析器
可用于燃烧、氧化反应的氧比例的分析，调节气量， 控制燃烧，节能环保。 物理分析法
磁氧分析器：热磁式、磁力机械式 电化学法
氧化锆分析器
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二、氧分析器
四、密度的自动测量
2、压力式密度计
静压式密度计它的工作原理是：一定高度液柱的静 压力与该液体的密度成正比，因此可根据压力测量仪 表测出的静压数值来衡量液体的密度。膜盒（见膜片 和膜盒）是一种常用的压力测量元件，用它直接测量 样品液柱静压的密度计称为膜盒静压式密度计。另一 种常用的是单管吹气式密度计。它以测量气压代替直 接测量液柱压力。将吹气管插入被测液体液面以下一 定深度，压缩空气通过吹气管不断从管底逸出。此时 管内空气的压力便等于那段高度的样品液柱的压力， 压力值可换算成密度。
0.973（1000C时）
温度系数/0C-1（0~1000C） 0.00253 0.00261 0.00256 0.00303 0.00264 0.00262 0.00311 0.00495 0.00655 0.00583 0.00763 0.00700 0.00720 0.00980 0.00530
0.00455（1000C时）
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一、热导式气体分析器
2、检测器工作原理
热导池：将混合气体的热导率 用电阻值的变化表现出来的 检测元件。
热导池中的电阻丝（铂丝、 热丝）通以恒定电流，产生一定 的温度，气体流过热导池时会带 走一部分热量（气体自身量很小， 吸收热可忽略），当热量通过气 体传递到器壁（热导池具有恒温 装置），达到热平衡后，电阻丝 的阻值达到恒。这就完成了导热 性到电流的变化的测定。
工业分析仪表 一、热导式气体分析器
物理式气体分析器，能分析混合物中某个组分的含 量，如N2、H2、O2、CO2，CO、SO2、H2O气体的含量， 原理简单，可作为单独分析器，也可以构成一个组分分 析的变送器而形成自动调节系统，实现过程的自动调节。
热导式检测器也被广泛用于色谱分析仪器中。
工业分析仪表
工业分析仪表
工业分析仪表 概述
1、工业分析仪表的概念及应用
1）产品质量监督 2）工艺监督 3）安全生产 4）节约能源
2、工业分析仪的分类
1）热学式---热导式、热化学式 2）磁学式---热磁式、磁力机械式 3）光学式---红外吸收式、光电比色式 4）电化学式---氧化锆式、电导式 5）色谱式---气相、液相色谱
三、湿度的自动测量
3、露点式湿度计 基本原理：先测定露点温度θl，然后确定对应于θl
的饱和水蒸气压力Pl。
显然， Pl即为被测空气的水蒸气分压力Pn。
充满乙 醚溶液
主要缺点： 当冷却表面上出现 露珠的瞬间，需立 即测定表面温度， 但一般不易测准， 而容易造成较大的
测量误差。
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三、湿度的自动测量
气体名称
氧
甲烷 水蒸汽

氢 一氧化碳 二氧化碳
氮
符号
O2
κ ×109(H/cm4) +142
相对磁化率%
+100
CH4 +1
H2O -0.58
+0.68 -0.4
H2
CO
-0.164 -0.44
-0.11 -0.31
CO2 -0.84
-0.57
N2 -0.58
-0.4
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二、氧分析器
顺磁性气体 逆磁性气体
烧结几微米到几十微米厚的多孔铂层，
并焊接铂引线。假设在左侧氧的分压
等于大气中氧的含量，右侧氧的分压
小于左侧，在高温下，氧化锆、铂、
气体3种物质交界面处的氧分子有一部
分从铂电极获得电子成为氧离子。由
p1
于两侧的气室的氧浓度有差异，氧离
子从高浓度向低浓度扩散，参比极出
现正电荷，待测极为负电荷。扩散作
用与电场平衡时，两极间出现电势差，
一、热导式气体分析器
1、分析原理
同一物体存在温差， 或不同流体相接触式存
导热计算式
dQ dt dS
在温差，就会产生从高
dn
温向低温低温的传热。 热导加权平均计算式
不同物质的导热能力不
n
同，可以定量的表述，
也可将多种物质的混合
m
iCi
导热能力加以数学描述。
i1
常见气体相对导热系数及温度系数
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一、热导式气体分析器
气载式TCD检测器
用He或H2或N2等气体将混合气体中分离出的单质气 体带入双热导检测器，对比传热特性从而测定气体含量。
结合化学法与气相色谱分离技术，可用于测定C、H、 N、O、S等气体。
试样+O2
催化剂 加热
CO2+H2O+NO+NO2+SO2
高温
2C + O2
2CO
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四、密度的自动测量
1、浮力式密度计
浮子式密度计它的工作原 理是：物体在流体内受到的浮 力与流体密度有关，流体密度 越大浮力越大。如果规定被测 样品的温度（例如规定25℃）， 则仪器也可以用比重数值作为 刻度值。这类仪器中最简单的 是目测浮子式玻璃比重计, 简 称玻璃比重计。
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1、热磁式氧分析器 1）工作原理
气体的磁化性质：任何物质都具有一定的磁性，磁性大的物质易于被 磁场吸引。所以可利用外加磁场对物质进行磁化。 M=kH M---磁化强度；k---物质磁化率；H---外磁场强度
磁化率：在外加磁场作用下物质的磁化强度。 （常见气体的相对磁化率）
炉烟中各成分的容积磁化率κ（20℃下）
一信号（4~20mA）或数字信号等处理工作并将处理后的信号 输入到显示装置。
4）显示装置 显示分析获得的结果。一般有模拟信号和数字信号或屏
幕显示，有的于微机联用并配有打印机。
5）整机自动控制系统 控制各部分自动协调工作，如每个分析周期的进行自动
调零、校准、采样分析、显示等循环。
工业分析仪表 概述
4、成分分析仪器的主要性能指标
光电式露点湿度计是使用光电原理直接测量 气体露点温度的一种电测法湿度计。其测量准确 度高，可靠性强，使用范围广，尤其适用于低温 状态。
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三、湿度的自动测量
氯化锂露点式湿度计
它是通过测量氯化锂饱和溶液水 汽压力与被测空气的水汽压力相等时， 盐溶液的温度，即平衡温度来确定被 测空气的露点温度；再根据空气的干 球温度和露点温度求出空气的相对湿 度。
氯化铝
铂箔片
陶瓷
湿敏电阻
湿敏电容
浸 LiC1 玻 璃 带 铂箔片
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三、湿度的自动测量
氯化锂电阻式湿度计 某些盐类放在空气中，其含湿量与空气的相对湿度
有关；而含湿量大小又引起本身电阻的变化。因此可以 通过这种传感器将空气相对湿度转换为其电阻值的测量。 这种方法称为吸湿法湿度测量。
氯化锂是一种在大气中不分解、不挥发，也不变质 而具有稳定的离子型无机盐类。其吸湿量与空气相对湿 度成一定函数关系，随着空气相对湿度的增减变化，氯 化锂吸湿量也随之变化。当氯化锂溶液吸收水汽后，使 导电的离子数增加，因此导致电阻的降低；反之，则使 电阻增加。氯化锂电阻湿度计的传感器就是根据这一原 理工作的。
同；
4）气体应有一定流速，连续 采样分析。
电炉丝加热装 置
烟道炉墙
氧化锆测 量管
新鲜空气流 动方向
热电偶
新鲜空气导管
氧量计外壳
烟道炉墙
（结构示意图）
空 气 流 动 隔 离 板
标
准
气
参比气入口
入 口
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三、湿度的自动测量
物质中水分的含量（多形态，不同定义与称呼） 1、湿度表示方法 1）绝对湿度---单位体积混合气体中所含水蒸气的量，g/m3 2）百分含量---水蒸气在混合气体中的百分含量，%或
灵敏度、精度、重复性、噪音、线性范围、选择性、分 辨率、响应时间，除选择性和分辨率外，与其他仪器相似。
选择性和分辨率是表示仪器区分特征相近组分的能力， 选择性一般用于单组份仪器，分辨率多用于多组分分析。
工业分析仪表 内容
• 一、热导式气体分析器
• 二、氧分析器
• 三、湿度的自动测量
• 四、密度的自动测量
（磁风形成示意图）
左端的含氧气体流过时，不均匀磁场对氧磁化吸引， 玻璃管外的电热丝加热氧后磁化率急剧下降，吸引减弱； 左端的混合气体中的氧再被吸附，管内的氧会向右流动，
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二、氧分析器
2）热磁式氧分析器的检测器
1、电阻丝同时作为加热源； 2、左侧冷气体先带走左侧的 热量，左侧降温幅度大； 3、测量气室有恒温控制； 4、加热丝有恒定电源； 5、气体流量和压力稳定； 6、检测器水平安装。