氢传感器氢分析仪在氮化中的作用

 渗氮炉气氛氨分解率测定仪（以下简称测定仪）是通过测定氨分解后氢气百分比含量的变化从而指示氨分解率。可用于热处理气体渗氮炉中气氛控制，也可用于氨分解制气装置。:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

  被分析气体需符合以下条件：

1．    被分析气体温度：              5～50 ℃

2．    被分析气体流量：              0．:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />5 L/min

3．    被分析气体中含水量：        <15 g/M³

4．    被分析气体中灰尘。焦油及其他机械杂质少于0.01g/ M³

测定仪使用环境的条件：

1．    环境温度：                        5～40 ℃

2．    相对湿度：                        ≤ 80 %

3．    环境气氛中不得有腐蚀性气体

 

二．主要技术数据：

1．    测量范围：                        0～100 ％ H₂

2．    输出信号：                        0～100 mV (DC)

3．    基本误差：                        ±2．5 %

4．    时间常数：                        小于20 S

5．    热平衡时间：                    小于30 min

6．    供电电压：                        220V±10 %

7．    供电频率：                        50～60 HZ 

 

三．作用原理：

  本测定仪的作用原理基于通过测量渗氮炉气氛的导热率来测出其中氢气的浓度，从而间接指示氨分解率。                 

  各种气体具有不同的导热率，如以空气为参照气，在标准气压及0 ℃ 时各种气体的相对导热率如下：

              空气   1.0                          NH₃    0.89

H₂      7.15                          CO          0.96

CH₄     1.25                        Ar      0.684

O₂      1.013                       CO₂  0.605

N₂      0.996

 

   混合气体的导热率近似等于各组份导热率的算术平均值。其中H₂的导热率高，因此测出混合气体的导热率就可测出H₂的浓度，进而可算出炉气的氨分解率。

由于气体导热率的值极小，直接测量较困难，在实际测量中，是通过测量热敏电阻因气体导热率改变而改变的电阻值，来间接测得不同气体的不同导热率。

    本测定仪以通电加热的铂丝作热敏感元件，当被分析气体中氢气浓度变化时，被分析的气体的导热率随之变化，敏感元件铂丝的电阻值也随之改变，并在惠斯登电桥中产生不平衡电压输出.

    氨分解的反应方程式如下：

                 

:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />                2 NH₃    ^高温    N₂+ 3 H₂

 

    从上式可以见，氨分解后产生的H₂与N₂体积之比为3 :1。当氨分解率为0 % 时，H₂浓度为0；氨分解率为 时，H₂浓度为75 %。

当气体中H₂浓度为0% 时本测定仪输出为0 mV；H₂浓度为 时，输出为100 mV。