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1绪论 1

1.1在线分析仪器的定义和分类 1

1.1.1在线分析仪器的定义 1

1.1.2在线分析仪器的分类 1

1.2在线分析仪器的应用 2

1.2.1在线分析仪器应用举例 3

1.2.2在线分析仪器应用的主要领域 4

1.2.3在线分析仪器的研究与发展 4

1.3在线分析仪器的性能特性 5

1.3.1在线分析仪器的主要性能特性和表示方法 5

1.3.2与气体分析器性能表示有关的术语和定义 9

1.4在线分析常用浓度单位 10

思考题 11

2标准气体和辅助气体 12

2.1标准气体及其制备方法 12

2.1.1标准气体及其制备方法 12

2.1.2称量法 13

2.1.3压力法 15

2.1.4渗透法 16

2.2高纯气体 19

2.2.1各级纯气的等级划分 19

2.2.2高纯氮 19

2.2.3高纯氢 20

2.2.4高纯氧 20

2.2.5高纯氩 20

2.2.6高纯氦 21

2.3气瓶和减压阀 22

2.3.1气瓶的种类、压力等级、标记和标识 22

2.3.2气瓶减压阀 23

2.3.3气瓶存放及安全使用要求 25

2.3.4瓶装气体使用时间的计算 25

2.3.5输气管路和管件 26

思考题 26

3红外线气体分析器 27

3.1电磁辐射波谱和吸收光谱法 27

3.1.1吸收光谱法 27

3.1.2电磁辐射及其波谱 28

3.2红外线气体分析器的测量原理、类型和特点 30

3.2.1红外线分析器测量原理 30

3.2.2特征吸收波长 31

3.2.3红外线气体分析器的类型 31

3.2.4红外线气体分析器的特点 33

3.3光学系统的构成部件 33

3.3.1红外辐射光源 33

3.3.2气室 34

3.3.3滤光元件 35

3.3.4薄膜电容检测器 36

3.3.5微流量检测器 37

3.3.6光电导检测器 38

3.3.7热释电检测器 39

3.4采用气动检测器的不分光型红外分析器 39

3.4.1基本结构和工作原理 39

3.4.2采用薄膜电容检测器的红外分析器 42

3.4.3采用微流量检测器的红外分析器 43

3.5采用固体检测器的固定分光型红外分析器 45

3.5.1工作原理和结构组成 45

3.5.2多组分红外分析模块 47

3.6测量误差分析 48

3.6.1背景气中干扰组分造成的测量误差 48

3.6.2样品处理过程可能造成的测量误差 49

3.6.3标准气体造成的测量误差 49

3.6.4电源频率变化造成的测量误差 50

3.6.5温度变化造成的影响 50

3.6.6大气压力变化造成的影响 50

3.6.7样品流速变化造成的影响 51

3.7傅里叶变换红外光谱仪 51

3.7.1傅里叶变换红外光谱仪简介 51

3.7.2在线FTIR光谱仪 53

思考题 55

4紫外线气体分析器 57

4.1紫外-可见吸收光谱法概述 57

4.1.1吸收光谱法的作用机理 57

4.1.2样品组成对吸收光谱的影响 57

4.2采用滤光片分光的紫外分光光度计 58

4.3采用光栅连续分光的紫外分光光谱仪 60

4.3.1仪器的基本构成 60

4.3.2紫外分光光谱仪的主要部件 61

4.4热湿法测量技术 62

4.4.1热湿法测量技术 62

4.4.2采用热湿法的GEMS基本构成 63

思考题 65

5半导体激光气体分析仪 66

5.1半导体激光器和光电探测器 66

5.1.1半导体激光器 66

5.1.2半导体探测器 68

5.2激光气体分析仪工作原理和特点 69

5.2.1气体吸收光谱原理 69

5.2.2调制光谱检测技术 70

5.2.3半导体激光气体分析仪的工作原理 71

5.2.4半导体激光气体分析仪的技术优势 72

5.3典型产品及其应用 73

5.3.1半导体激光气体分析仪的结构类型 73

5.3.2典型产品 73

5.3.3典型应用 74

思考题 78

6顺磁式氧分析器 79

6.1物质的磁特性和气体的体积磁化率 79

6.1.1物质的磁特性和气体的体积磁化率 79

6.1.2混合气体的体积磁化率 80

6.1.3气体的磁化率与温度、压力之间的关系 81

6.2热磁对流式氧分析器 81

6.2.1内对流式热磁氧分析器 82

6.2.2外对流式热磁氧分析器 84

6.2.3主要特点 86

6.3磁力机械式氧分析器 86

6.3.1工作原理 86

6.3.2主要特点 87

6.4磁压力式氧分析器 88

6.4.1理论基础 88

6.4.2磁压力式氧分析器工作原理 89

6.4.3主要特点 90

6.5顺磁式氧分析器测量误差分析 90

思考题 93

7电化学式氧分析器 95

7.1氧化锆氧分析器的测量原理 95

7.1.1氧化锆的导电机理 95

7.1.2氧化锆氧分析器的测量原理 96

7.1.3氧化锆探头的理论电势输出值 96

7.2氧化锆氧分析器的类型和适用场合 97

7.2.1直插式氧化锆氧分析器 97

7.2.2抽吸式氧化锆氧分析器 97

7.3直插式氧化锆氧分析器 98

7.4抽吸式氧化锆氧分析器 100

7.5燃料电池式氧分析器 102

7.5.1燃料电池及其优势与不足 102

7.5.2碱性液体燃料电池氧传感器 102

7.5.3酸性液体燃料电池氧传感器 104

7.5.4固体燃料电池氧传感器 105

7.6电解池式氧分析器 106

7.7微量氧分析器的样品处理和校准方法 107

7.7.1样品处理系统 107

7.7.2校准方法 108

思考题 109

8热导式气体分析器 110

8.1气体的热导率 110

8.1.1气体的热导率 110

8.1.2气体的相对热导率 111

8.1.3气体的热导率与温度、压力之间的关系 111

8.1.4混合气体的热导率 111

8.2仪器组成和工作原理 112

8.2.1热导池的工作原理 112

8.2.2热导池的结构形式 113

8.2.3测量电桥 114

8.2.4适用场合 115

8.3测量误差分析 115

8.3.1标准气的组成和精度的影响 116

8.3.2样气中存在干扰组分时的影响 116

8.3.3样气中存在液滴和灰尘的影响 117

8.3.4样气流量、压力、温度变化的影响 117

8.3.5电桥工作电源稳定性的影响 118

思考题 118

9过程气相色谱仪 119

9.1过程气相色谱仪概述 119

9.1.1气相色谱分析法和过程气相色谱仪 119

9.1.2过程气相色谱仪的基本组成 120

9.1.3过程气相色谱仪的主要性能指标 121

9.1.4过程气相色谱仪的应用场所 122

9.2恒温炉和程序升温炉 123

9.2.1恒温炉 123

9.2.2程序升温炉 124

9.3自动进样阀和柱切阀 125

9.3.1作用和类型 125

9.3.2平面转阀 126

9.3.3滑块阀 127

9.3.4柱塞阀和膜片阀 128

9.4色谱柱和柱系统 129

9.4.1色谱柱的类型 129

9.4.2气固色谱柱 129

9.4.3气液色谱柱 130

9.4.4色谱柱系统和柱切技术 130

9.4.5有关概念和定义 132

9.5检测器 134

9.5.1检测器的类型 134

9.5.2热导检测器 134

9.5.3氢火焰离子化检测器 136

9.5.4火焰光度检测器 137

9.6控制器和采样单元 139

9.6.1控制器 139

9.6.2控制器机箱的正压通风防爆设计 139

9.6.3采样单元 142

9.7过程气相色谱仪使用的辅助气体 143

9.8定量分析及标定 144

9.8.1色谱峰的识别和峰面积的测量 144

9.8.2定量分析 146

9.8.3根据色谱图确定组分 146

9.8.4过程气相色谱仪的标定 147

思考题 148

10微量水分与水露点分析仪 149

10.1湿度的定义及表示方法 149

10.1.1湿度的定义 149

10.1.2湿度表示方法 149

10.1.3常压下天然气水分含量与压力状态下水露点的换算 150

10.2湿度测量方法和湿度计的类型 152

10.3电解式微量水分仪 153

10.3.1测量原理和特点 153

10.3.2仪器构成和主要性能指标 155

10.3.3影响测量精度的主要因素 156

10.4电容式微量水分仪 157

10.4.1测量原理 157

10.4.2氧化铝湿敏传感器 158

10.4.3测量电路 159

10.4.4样品处理系统 160

10.4.5应用场合 161

10.5晶体振荡式微量水分仪 162

10.5.1测量原理和特点 162

10.5.2系统组成和工作过程 163

10.5.3校准 165

10.6半导体激光式微量水分仪 165

10.6.1半导体激光气体分析仪的技术特点和优势 165

10.6.2典型激光微量水分仪产品 167

10.7近红外漫反射式（光纤式）微量水分仪 168

10.7.1测量原理 168

10.7.2测量系统组成与特点 169

10.8微量水分仪的校准 170

10.8.1微量水分仪的校准方法 170

10.8.2硫酸鼓泡配气法 170

10.8.3干湿气混合配气法 174

10.8.4用湿度发生器和精密露点仪校准气相微量水分仪 175

10.9冷凝露点湿度计 176

思考题 177

11硫分析仪 178

11.1概述 178

11.1.1分析仪的使用场合和作用 178

11.1.2在线硫分析仪的类型 179

11.2醋酸铅纸带比色法硫化氢分析仪 179

11.2.1测量原理 179

11.2.2仪器的结构组成 180

11.2.3样品稀释系统 182

11.3紫外吸收法硫化氢分析仪 183

11.3.1典型紫外吸收法硫化氢分析仪 183

11.3.2紫外吸收法硫化氢分析仪的分析系统 185

11.3.3样品处理系统 186

11.4紫外吸收法硫化氢、二氧化硫比值分析仪 188

11.4.1系统构成和工作原理 188

11.4.2取样和样品处理系统 190

11.5紫外荧光法总硫分析仪 192

11.5.1测量原理 192

11.5.2紫外荧光法总硫分析仪的主要部件 193

思考题 195

参考文献 196

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