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其原理是利用煙氣組分中氧氣的磁化率特別高這一物理特性來測定煙氣中含氧量。氧氣為順磁性氣體（氣體能被磁場所吸引的稱為順磁性氣體），在不均勻磁場中受到吸引而流向磁場較強處。在該處設(shè)有加熱絲，使此處氧的溫度升高而磁化率下降，因而磁場吸引力減小，受后面磁化率較高的未被加熱的氧氣分子推擠而排出磁場，由此造成“熱磁對流”或“磁風”現(xiàn)象。在一定的氣樣壓力、溫度和流量下，通過測量磁風大小就可測得氣樣中氧氣含量。由于熱敏元件（鉑絲）既作為不平衡電橋的兩個橋臂電阻，又作為加熱電阻絲，在磁風的作用下出現(xiàn)溫度梯度，即進氣側(cè)橋臂的溫度低于出氣側(cè)橋臂的溫度。不平衡電橋?qū)㈦S著氣樣中氧氣含量的不同，輸出相應(yīng)的電壓值。

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熱導式氣體分析儀的熱敏元件主要有半導體敏感元件和金屬電阻絲兩類。半導體敏感元件體積小、熱慣性小，電阻溫度系數(shù)大,所以靈敏度高,時間滯后小。在鉑線圈上燒結(jié)珠形金屬氧化物作為敏感元件，再在內(nèi)電阻、發(fā)熱量均相等的同樣鉑線圈上繞結(jié)對氣體無反應(yīng)的材料作為補償用元件。這兩種元件作為兩臂構(gòu)成電橋電路，即是測量回路。半導體金屬氧化物敏感元件吸附被測氣體時，電導率和熱導率即發(fā)生變化，元件的散熱狀態(tài)也隨之變化。元件溫度變化使鉑線圈的電阻變化，電橋遂有一不平衡電壓輸出，據(jù)此可檢測氣體的濃度。熱導式氣體分析儀的應(yīng)用范圍很廣，除通常用來分析氫氣、氨氣、二氧化碳、和低濃度可燃性氣體含量外，還可作為色譜分析儀中的檢測器用以分析其他成分。


例如，在合成氨生產(chǎn)中，僅控制合成塔的溫度、壓力、流量并不能保證的合成率，必須同時分析進氣的化學成分，控制氫氣和氮氣的比例，才能獲得較高的生產(chǎn)率。又如在鍋爐的燃燒控制中除需控制燃料與助燃空氣的比例外，還必須在線分析煙道的化學成分，據(jù)此改變助燃空氣的供給量，使爐子獲得的熱效率。此外，在排出有害氣體的工廠中，也必須采用氣體分析儀對有害氣體進行連續(xù)監(jiān)視，以防止危害工人健康或污染環(huán)境或引起等惡性事故。由于被分析氣體的千差萬別和分析原理的多種多樣，氣體分析儀的種類繁多。常用的有熱導式氣體分析儀、電化學式氣體分析儀和紅外線吸收式分析儀等。

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