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导热系数
导热系数
气体都有自己的导热性，可以帮助您了解热量如何通过它。
使用一个传感器测量热导率，该传感器采用四个匹配的灯丝，这些灯丝根据通过它的气体的热导率改变它们的电阻。
下表列出了几种常见气体的热导率。
常见气体的热导率
| 气体 | 导热系数 |
| 乙炔 | 4.400 |
| 氨 | 5.135 |
| 氩气 | 3.880 |
| 二氧化碳 | 3.393 |
| 一氧化碳 | 5.425 |
| 氯 | 1.829 |
| 乙烷 | 4.303 |
| 乙烯 | 4.020 |
| 氦 | 33.60 |
| 氢 | 39.60 |
| 硫化氢 | 3.045 |
| 甲烷 | 7.200 |
| 氖 | 10.87 |
| 一氧化氮 | 5.550 |
| 氮 | 5.680 |
| 笑气 | 3.515 |
| 氧 | 5.700 |
| 二氧化硫 | 1.950 |
热导率分析的工作原理
该传感器使用四个匹配的灯丝，它们根据通过它的气体的热导率改变电阻。 传感器和灯丝以“惠斯通电桥”配置连接，如下图 1 所示。
图1。 热导检测器的惠斯通电桥
当所有四个电阻都相同时，VOUT 为零并且电桥被认为是平衡的。 当“归零”时，参考气体通过所有灯丝。 电阻将相同，因为灯丝匹配且电桥平衡。 当样气通过桥的一半时，VOUT 值与参考中样气的含量相关。
检测器是一个四元素“热量计”，其中两个元素位于参考气体中，两个元素位于样气中，如下图 2 所示。
图 2。 热导传感器的剖视图。
四个元件在电桥电路中进行电子连接，恒定电流通过电桥对其进行加热。 如果每个元素都被相同的气体包围，那么温度 – 以及每个元素的电阻 – 将相似，并且桥式电路将平衡。
图 3。 热导传感器的电气图。
当样气被引入样气流中时，气流中的两个测温仪元件将比参考气体中的两个元件冷却到更大的程度。 桥式电路将不平衡，产生与样气组成有关的信号电压。 这种关系是非线性的。 因此，Systech Illinois 542 可编程气体分析仪在零量程、中量程和高量程下进行校准。 软件在数学上使曲线线性化。
理论
下载下面链接的完整讨论说明，以获取显示电桥电压输出与热导率之间关系的方程式。
应用
通过比较混合物的热导率与参考的热导率来测量样品/参考混合物的气体样品含量。
例如，氢气的热导率大约是氮气的七倍，因此很容易检测到微小的变化。 所有其他常见气体的热导率与氮气相似，因此测量方法具有相当的选择性。
氦气是唯一一种导热率与氢气相当的气体。
可以使用这种技术测量的其他气体是：
- 二氧化碳
- 氧
- 氩气
- 甲烷
- 二氧化硫
- 氨
警告：再次强调，如果气体/空气或气体/氧气混合物可能易燃，则许多传感器不能用于测量它们。
Systech Illinois 542 气体可编程气体分析仪被工业气体公司、金属热处理公司和熔炉制造商使用。
应用范围从高纯度气体生产到炉内气氛。
在工业物理，我们通过为制造商、实验室和生产线提供最高质量的测试和检验仪器来保护其包装、产品和材料的完整性。 要了解有关我们如何支持您的需求的更多信息，请联系我们。