氢气综合分析仪原理图
2025-09-24 来自: 郑州弘高电子科技有限公司 浏览次数:17
氢气综合分析仪原理图（系统框图）
整个系统由以下核心模块构成，气体流路与信号流路如下：
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| **[ 样品预处理单元 ]** |
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[工艺管道] --> [采样探头] --> [粗过滤器] --> [减压阀] --> [精密过滤器] --|
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+-----------------------------------------------------+
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V
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| **[ 流路控制与校准单元 ]** | | |
| | | [标准气瓶1] |
| [质量流量控制器(MFC)] <-----> [多通阀] <-> [标准气瓶2] (零气/标气)
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+--------------------------------+ +-----------------------+
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V
+----------------------------------------------------------------+
| **[ 核心传感器分析单元 ]** |
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| +----------------+ +----------------+ +---------------+ |
| | [TCD池] | | [NDIR分析池] | | [O₂传感器] | |
| | (H₂纯度 %vol) | | (CO/CO₂/CH₄ ppm)| | (电化学原理) | |
| +----------------+ +----------------+ +---------------+ |
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| +----------------+ |
| | [露点传感器] | |
| | (H₂O, ppm/°C) | |
| +----------------+ |
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V
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| **[ 控制与数据处理单元 ]** |
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| [中央处理器(CPU)] <--- (采集所有传感器信号) |
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| +---------------------------------------+ |
| | [人机界面(HMI)/触摸屏] | |
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| [报警指示灯] [通讯接口] (4-20mA/RS485/Ethernet) |
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V
[DCS/PLC系统] (上位机)
各核心单元详解
1. 样品预处理单元 (进气口)
◦ 功能：为分析仪提供洁净、稳定、压力合适的样品气体。
◦ 组件：采样探头 (深入管道) -> 粗过滤器 (去除颗粒和液滴) -> 减压阀 (将高压氢气降至安全分析压力) -> 精密过滤器 (精细净化)。
2. 流路控制与校准单元 (交通枢纽)
◦ 功能：精确控制样品气流向和流量，并实现自动校准。
◦ 核心组件：
▪ 质量流量控制器(MFC)：确保进入分析仪的气流恒定、重复性好。
▪ 多通阀：在“测量模式”和“校准模式”间切换。校准时，阀门切断样品气，引导标准气体流入分析单元。
3. 核心传感器分析单元 (大脑与心脏)
◦ 功能：并行测量氢气的各项关键参数。
◦ 工作原理：
▪ TCD (热导检测器)池：利用氢气极高的热导率来测量其纯度（95%-99.999%）。
▪ NDIR (非分光红外)分析池：利用CO、CO₂等气体对特定红外光的吸收特性来测量其微量浓度（ppm级）。
▪ 电化学O₂传感器：通过电化学反应测量微量氧气（ppm级）。
▪ 露点/水分传感器：通常为电容式薄膜传感器，直接测量气体中的水含量。
4. 控制与数据处理单元 (神经系统)
◦ 功能：控制整个系统运行，采集数据，并输出结果。
◦ 核心组件：
▪ 中央处理器(CPU)：控制电磁阀、MFC，采集所有传感器信号。
▪ 人机界面(HMI)：本地触摸屏，用于显示数据、设置参数、查看历史曲线。
▪ 通讯接口：将浓度数据转换为4-20mA模拟信号或数字信号（如RS485、Ethernet），上传至工厂的DCS或PLC系统。
▪ 报警单元：在气体杂质超标时发出声光报警。
5. 排气单元 (出口)
◦ 功能：安全地排放分析后的废气。
◦ 路径：所有分析单元的气体最终汇入一条放空管路，被引至一个安全的室外区域排放。
该原理图展示了一个模块化、集成化的系统。样品气经过预处理后，被并行地送入各个专精于特定参数的分析传感器中，最后由中央处理器统一收集、处理和输出所有数据，从而实现对氢气质量的全面、实时在线监测。
希望这份详细的文字原理图能帮助您完全理解其工作方式！
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