[科普中国]-热学[式]分析仪器

原理

热学式分析仪器是利用热学原理，对物质的物理性能或成分进行分析的仪器。一般来说分为两类：一类是热分析仪器，主要用来对材料的物理性能进行分析；另一类是热学式气体分析器，主要用来对气体的成分进行分析。

热分析仪器热分析是在程序控制温度下，测量物质的物理性质随温度变化的一类技术。它主要用于测量物质在加热或冷却过程中的物理性质参数，如质量、反应热、比热、线热膨胀系数等，以及测量物质在加热或冷却过程中的物理性质参数的变化，用于评价材料耐热性能，探索材料热稳定性与结构关系，寻找新工艺和新材料等。

热学式气体分析仪器热学式气体分析仪器是根据混合气体的热学性质及某些特定物质进行化学反应后产生的热效应，来对气体的成分进行自动分析的一类仪器。众所周知，气体的热学性质包括很多方面，常用的是气体的散热系数。而散热系数包括热传导、热对流和热辐射3个组成部分。热效应根据参加反应的物质不同亦分为很多类型，因此，仪器的品种规格相当繁杂。但是，在实际使用中，把目前应用最广泛的热学式气体分析器分为3类，，即热导式气体分析器、热磁式氧分析器与热化学式气体（蒸汽）分析器。这3类仪器的共同特点是利用热敏元件作为敏感元件，通过惠斯顿测量电桥对物质的成分进行分析。

热导式气体分析器热导式气体分析器是发展历史较久的气体分析器，事实上它是最先设计成功的流程分析仪器。它利用各种气体具有不同的热导率这一特点而进行工作，对各种气体的分析都适用。由于其高度的稳定性与可靠性，是目前应用最成功的流程分析仪器之一。但缺点是选择性较差。

热磁式氧分析器热磁式氧分析器是利用氧气的顺磁性在非均匀磁场中能产生热磁对流这一特点而进行分析的。由于氧气是各种生物所必需的气体，又是很多工业流程必需的原料气体，因此，热磁式氧分析器的应用亦相当广泛。尤其是，使用氧分析器TING来监视与控制燃烧过程，对能源的节约有着重大意义1。

热化学式气体分析器热化学式气体分析器的原理是把被分析的气体或蒸汽通过某种特殊的化学反应，而产生一定的热量，根据反应热的多少再来确定气体的成分。这种化学反应一般是燃烧，为了便于燃烧而使用了各种催化剂。这种仪器广泛地用来测量各种可燃气体或可燃蒸汽的含量，以确保生产安全，防止爆炸事故的发生2。