I. hardware del instrumento y rendimiento de los componentes básicos

Los componentes centrales del analizador de hidrógeno determinan directamente el efecto de la realización del principio de detección, y su atenuación del rendimiento o defectos de diseño pueden conducir directamente a desviaciones de precisión. los factores de influencia comunes incluyen:

Los Analizadores de hidrógeno con diferentes principios de rendimiento del sensor / detector (como conductividad térmica, electroquímica, cromatografía de gases, absorción láser) dependen de diferentes componentes centrales, y su Estado es la clave de la precisión:

Tipo de conducción térmica (tcd): el núcleo es el detector de la piscina de conducción térmica. si los elementos sensibles al calor (como el alambre de platino y el alambre de tungsteno) envejecen, la deriva de la resistencia o la contaminación del Circuito de gas y la fuga en la piscina de conducción térmica, causará una desviación de conversión de "diferencia de conductividad térmica → señal eléctrica", especialmente cuando se mide en baja concentración ( < 1%).

Tipo electroquímico: dependiendo de sensores de hidrógeno (como pilas de combustible, tipo de combustión catalítica), si la actividad del electrodo disminuye (como envenenamiento por catalizador), los electrolitos se secan y la vida útil del sensor expira, se producirá un deterioro de la lineal de la señal de respuesta, con "baja medición" o "deriva cero".

Tipo de absorción láser: el núcleo es el emisor láser y el detector, si la deriva de la longitud de onda láser (pico de absorción característico de hidrógeno no alineado) y la disminución de la sensibilidad del detector, causará una desviación de "cambio de intensidad → cálculo de concentración", especialmente para la medición de trazas de hidrógeno (nivel ppm).

Estanqueidad y limpieza del sistema de vía de aire

Fugas en el camino de gas: si hay pequeñas fugas en la línea de entrada de la muestra, el conector y la válvula, puede causar la infiltración de aire (o gas portador), diluir la concentración de hidrógeno en la muestra (o cambiar la composición del gas en la piscina de conducción térmica), especialmente en el muestreo de presión negativa o la medición de baja concentración, el error causado por la fuga puede alcanzar entre el 5% y el 20%.

Contaminación del camino de gas: el aceite residual, la humedad, el polvo en la tubería, o el "efecto memoria" de la medición anterior de muestras de alta concentración, absorberán / liberarán hidrógeno, lo que dará lugar a un alto valor de medición de muestras de baja concentración posteriores (contaminación cruzada), como la contaminación de la válvula de entrada del analizador de hidrógeno por cromatografía de gases, que afectará directamente la precisión de la integración del área pico.

Sistema de procesamiento y calibración de señales

Estabilidad del circuito: si el módulo de amplificación de señal del instrumento y el convertidor A / D se ven afectados por fluctuaciones de la fuente de alimentación (como inestabilidad de voltaje) e interferencia electromagnética, causarán ruido en la señal de detección y reducirán la repetibilidad de los datos (por ejemplo, el rango de fluctuación de múltiples mediciones supera los requisitos de precisión).

Eficacia de la calibración: si la concentración de gas estándar utilizada para la calibración es inexacta (como la caducidad del gas estándar, el error de preparación) o el proceso de calibración no está estandarizado (como el paso de gas de soplado insuficiente, el número insuficiente de puntos de calibración), se producirá un desplazamiento de la curva de calibración de la "señal de concentración" del instrumento, y todas las mediciones posteriores se basarán en una referencia incorrecta, y la precisión disminuirá naturalmente.

2. efecto del pretratamiento de la muestra

El objeto de medición del analizador de hidrógeno es "gas de muestra pretratado". si la muestra no cumple con el Estado requerido por el instrumento, incluso si la precisión del propio instrumento está calificada, producirá resultados erróneos. los factores de influencia centrales incluyen:

Si la muestra del componente de interferencia en el gas de la muestra contiene un componente con propiedades similares a las del hidrógeno o que afecta el principio de detección, interferirá directamente con la medición:

Tipo de conductividad térmica: si la muestra contiene helio (he, la conductividad térmica es cercana al hidrógeno), se incluirá erróneamente en la concentración de hidrógeno, lo que dará lugar a un alto valor de medición; Si contiene gases con baja conductividad térmica, como CO2 y ch, diluirá la "diferencia relativa de conductividad térmica" del hidrógeno, lo que dará lugar a valores de medición Bajos.

Fórmula electroquímica: si la muestra contiene sulfuros (h¿ s), monóxido de carbono (co), envenenará el catalizador o el electrodo, lo que dará lugar a una respuesta lenta y una disminución de la precisión del sensor; Si contiene oxígeno (o2), Algunos sensores electroquímicos responderán a O2 al mismo tiempo, causando interferencia cruzada.

Tipo de absorción láser: si la muestra contiene polvo y niebla de agua, bloqueará el camino óptico láser (dispersión de la luz), lo que hará que la intensidad de la luz recibida por el detector disminuya y se juzgue erróneamente que la concentración de hidrógeno aumenta (o no se puede detectar normalmente).

La mayoría de los analizadores de hidrógeno tienen requisitos claros para la presión y el caudal de la muestra (por ejemplo, 0,1 - 0,5 mpa, 50 - 200 ml / min):

Fluctuación de presión: en la fórmula de conducción térmica, el cambio de presión cambiará la densidad molecular del gas, afectará la eficiencia de conducción térmica en la piscina de conducción térmica y causará fluctuaciones de señal; En la cromatografía de gases, la inestabilidad de la presión cambiará la velocidad de flujo del gas portador, lo que dará lugar a un desplazamiento del tiempo pico de salida de hidrógeno y un error de integración del área pico.

Flujo demasiado grande / demasiado pequeño: el flujo demasiado pequeño puede causar que las muestras permanezcan demasiado tiempo en el camino de gas, la respuesta está rezagada y es vulnerable a la contaminación residual; El exceso de flujo puede exceder la capacidad de respuesta del sensor (por ejemplo, el sensor electroquímico no puede reaccionar a tiempo), lo que resulta en valores de medición Bajos.

Temperatura y humedad del gas de muestra

Temperatura: el tipo de conducción térmica es extremadamente sensible a la temperatura (la conductividad térmica cambia con la temperatura), si la temperatura de la muestra fluctúa (como un cambio repentino de la temperatura ambiente), causará un cambio en la diferencia entre la temperatura de referencia y la temperatura de la muestra en la piscina de conducción térmica, lo que afectará directamente la precisión de La señal; En la fórmula de absorción láser, el cambio de temperatura afectará el coeficiente de absorción de la molécula de hidrógeno, lo que dará lugar a una desviación en el cálculo de la concentración.

Humedad: si la muestra contiene una gran cantidad de vapor de agua (como el gas de escape de la pila de combustible, el gas de proceso químico), se condensará en la superficie del sensor (como el cortocircuito de humedad del electrodo electroquímico), bloqueará el camino de gas o cambiará la conductividad térmica del gas (la conductividad térmica del vapor de agua es muy diferente del hidrógeno), lo que dará lugar a una disminución de la precisión.

III. impacto de las condiciones ambientales

El entorno de funcionamiento del analizador de hidrógeno reducirá indirectamente la precisión afectando el rendimiento del hardware y el Estado de la muestra, incluyendo principalmente:

Temperatura ambiente y humedad

Temperatura: el módulo de circuito (como el amplificador de señal) dentro del instrumento, el sensor (como la piscina térmica) son sensibles a la temperatura, y si la temperatura ambiente excede el rango nominal del instrumento (generalmente 5 - 40 ° c), puede causar deriva de componentes electrónicos, inestabilidad en el rendimiento del sensor, por ejemplo, por cada 10 ° C de aumento de temperatura, la deriva cero de algunos sensores electroquímicos puede aumentar entre un 2% y un 5%.

Humedad: un ambiente de alta humedad (como RH > 85%) puede causar humedad y corrosión en la placa de Circuito Interior del instrumento, lo que afectará la transmisión de señal; Si el medio ambiente se condensa, el vapor de agua puede penetrar en el camino de gas, formando un líquido corrosivo con impurezas en el gas de la muestra, como el gas ácido, dañando los componentes centrales.

Interferencia electromagnética y vibración

Interferencia electromagnética: si hay equipos de alta potencia (como inversores, motores, líneas de alta tensión) cerca del instrumento, la radiación electromagnética que produce interfiere con la señal del Circuito del instrumento, lo que resulta en desorden en la señal de detección y reduce la repetibilidad de los datos (como la expansión del rango de fluctuación de múltiples mediciones).

Vibración: si el instrumento se instala en una escena con vibraciones intensas (por ejemplo, junto a un equipo de taller, en un vehículo en movimiento), puede causar aflojamiento de la conexión de la vía de gas (fugas), desplazamiento de la posición del sensor (por ejemplo, desviación de alineación del emisor láser con el detector), lo que tiene un gran impacto en la estabilidad de La Caja de columna de la cromatografía de gases, lo que resulta en trastornos de salida de picos.

Calidad del aire ambiente si el instrumento se utiliza para mediciones abiertas (como la detección del contenido de hidrógeno en el aire interior), si hay compuestos orgánicos volátiles (cov), polvo en el medio ambiente, entrará en el interior a través de la salida de aire o el puerto de muestreo del instrumento, contaminando el sensor o el camino de gas, como los cov, que se absorben en la superficie del sensor electroquímico, afectando su respuesta selectiva al hidrógeno.

Solo controlando estos factores de manera integral se puede garantizar que el analizador de hidrógeno produzca resultados de medición de alta precisión de manera estable a largo plazo.