氢气纯度分析仪原理图

理解您需要更直观的原理展示。由于我无法直接提供真实的工程图纸，我将为您绘制一份清晰的氢气纯度分析仪原理示意图（以常用的热导式为例），并详细解释其工作流程和关键部件。

氢气纯度分析仪原理示意图（热导式）

示意图关键部件详解

上述流程图中的每个部分都对应着实物的一个关键部件：

1. 样品预处理系统（入口）:

◦ 减压与稳定装置：将来自工艺管道的高压氢气降低到分析仪所需的安全、稳定的压力。

◦ 过滤净化装置：去除氢气中可能含有的油滴、水分和颗粒物，防止其污染和损坏核心传感器。

2. 核心传感器 - 热导池:

◦ 这是原理的核心。池体内通常有两个或四个孔道（示意图以两个为例）。

◦ 参比腔：内部密封着一种已知纯度的标准气体（如纯氮气或空气）。这个腔室提供基准参考。

◦ 测量腔：待测的氢气样品连续不断地流过此腔室。

◦ 热敏元件：每个腔室内都装有精密的热敏电阻丝（通常是铂金丝），它们共同连接成一个惠斯通电桥。

3. 电子测量系统:

◦ 惠斯通电桥：当电桥平衡时（即流过参比腔和测量腔的气体热导率相同时），输出为零。

◦ 信号转换与放大器：氢气具有极高的热导率。当它流过测量腔时，会带走更多热量，导致测量腔内的铂丝温度降低、电阻变化。这会立即破坏电桥的平衡，产生一个微弱的电信号。该信号被放大。

4. 数据处理与显示:

◦ 微处理器：接收放大的电信号。仪器出厂前已用标准气体校准，建立了“信号强度-氢气浓度”的曲线公式。处理器根据此公式计算出实时的氢气纯度值。

◦ 显示与输出：将纯度值显示在屏幕上，并转换为标准信号（如4-20mA）远传至控制系统。

工作原理动态过程

当氢气纯度变化时：

1. 纯度升高 -> 氢气比例增加 -> 混合气体热导率升高 -> 从测量腔铂丝带走更多热量 -> 铂丝温度下降、电阻减小 -> 电桥失衡度加大 -> 输出信号增强 -> 处理器计算并显示更高的纯度值。

2. 纯度降低 -> 杂质气体（如空气，热导率低）比例增加 -> 混合气体热导率降低 -> 从测量腔铂丝带走热量减少 -> 铂丝温度升高、电阻增大 -> 输出信号减弱 -> 处理器计算并显示更低的纯度值。

为什么热导法如此成功？

• 特性显著：氢气的热导率远高于其他常见气体，因此测量灵敏度非常高。

• 物理原理：无需化学反应，不会消耗传感器，寿命长，稳定性好。

• 结构简单：没有运动部件，坚固可靠。

希望这份结合了示意图和文字的解释，能帮助您透彻地理解氢气纯度分析仪的工作原理。

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