淺析熱導(dǎo)式氣體分析儀中熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu)及分類

　　熱導(dǎo)池是熱導(dǎo)式氣體分析儀的核心部件，根據(jù)測量原理可知，熱導(dǎo)池的性能直接決定分析儀表的精度。對熱導(dǎo)池結(jié)構(gòu)尺寸有具體要求外，熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu)形式對轉(zhuǎn)換精度的影響也很大，對儀表動態(tài)特性的影響更為突出。

　　一個理想的熱導(dǎo)池，在結(jié)構(gòu)形式上要保證對氣體除熱傳導(dǎo)以外的種種散熱途徑都有有效的抑制和穩(wěn)定作用，電阻絲的平衡溫度受外界影響要小，并有良好的動態(tài)特性。

　　目前國內(nèi)外生產(chǎn)的熱導(dǎo)池，就其結(jié)構(gòu)形式而言，歸納起來不外乎有四種，分別是直通式、對流式、擴(kuò)散式和對流擴(kuò)散式四種，它們有其各自的特點，適用于不同的場合。

　　直通式

　　測量氣室與主氣路并列，形成氣體分流流過測量氣室，主氣路與分流氣路都設(shè)有恒節(jié)流孔，以保證進(jìn)入測量氣室的氣體流量很小。待測混合氣體從主氣路下部進(jìn)入，其中大部分氣體從主氣路排出，小部分混合氣體經(jīng)節(jié)流孔進(jìn)入測量氣室，后從主氣路的節(jié)流孔排出。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，在一定程度上允許樣氣以較大的流速流過主管道，是管道內(nèi)的樣氣有較快的置換速度，所以，反應(yīng)速度快，滯后時間短，動態(tài)特性好。其缺點是，樣氣壓力、流速有較大變化時，會影響測量精度。適用對象是密度較大的氣體組分，如CO2、SO2等。

　　對流式

　　測量氣室與主氣路下端并聯(lián)接通，待測氣體由主氣路下端引入，其中大部分氣體從主氣路排出，小部分氣體分流進(jìn)入測量氣室（循環(huán)管），待測氣體在測量氣室受電阻絲加熱后造成熱對流，由于熱對流的推力作用，使待測氣體沿圖示箭頭方向經(jīng)循環(huán)管，再由下部回到主氣路，經(jīng)主氣路排出。這種結(jié)構(gòu)的有點是，樣氣壓力、流速變化對測量精度的影響不大，所以對樣氣壓力、流速的控制要求不那么嚴(yán)格。其缺點是，反應(yīng)速度慢，滯后大，動態(tài)特性差，故應(yīng)用較少。

　　擴(kuò)散式

　　在主氣路上部設(shè)置測量氣室，流經(jīng)主氣路的待測氣體通過擴(kuò)散作用進(jìn)入測量氣室，然后測量氣室中的氣體與主氣路中的氣體進(jìn)行熱交換后再經(jīng)主氣路排出。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，當(dāng)用來測量質(zhì)量較小，擴(kuò)散系數(shù)較大的氣體時，滯后時間較短，受樣氣壓力、流速波動的影響也較小。其缺點是，對擴(kuò)散系數(shù)較小的氣體如CO2，會產(chǎn)生嚴(yán)重的滯后。適用于分析擴(kuò)散能力強(qiáng)的氣體。如H2。

　　對流擴(kuò)散

　　在擴(kuò)散的基礎(chǔ)上增加一路支氣管，形成分流，以減少滯后。待測氣體先擴(kuò)散進(jìn)入測量氣室，然后由支氣管排出，從而避免了進(jìn)入測量氣室的氣體發(fā)生倒流，同時又保證了測量氣室中的氣體有一定的流速，防止出現(xiàn)待測氣體在測量室中囤積的現(xiàn)象。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，對樣氣的壓力、流速不敏感，滯后時間較擴(kuò)散式短，動態(tài)特性好。適用于所有可以用熱導(dǎo)式氣體分析儀來分析的氣體，多數(shù)熱導(dǎo)式氣體分析儀都采用這種結(jié)構(gòu)的熱導(dǎo)池。