在做檢測(cè)時(shí),有不少關(guān)于“氣體檢驗(yàn)純度的方法有哪些”的問題,這里百檢網(wǎng)給大家簡單解答一下這個(gè)問題。

氣體檢驗(yàn)純度的方法包括：氣體色譜法、紅外吸收法、電化學(xué)法、熱導(dǎo)法、熱膨脹法、密度法、折射率法、吸收光譜法、發(fā)射光譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法、傳感器法等。

一、化學(xué)分析法

1、氣體色譜法

氣體色譜法利用不同氣體在色譜柱中吸附、解析或分配系數(shù)的差異，將混合氣體中的各組分分離，并通過檢測(cè)器檢測(cè)各組分的濃度。氣體色譜法用于高純氣體的純度檢測(cè)中，如高純氬氣、高純氮?dú)獾取Ｍㄟ^氣體色譜法，可以精確測(cè)定氣體中氧、水、氮等雜質(zhì)元素的含量，達(dá)到ppb甚至更低的檢測(cè)限。優(yōu)點(diǎn)是分離效果好，能夠同時(shí)檢測(cè)多種雜質(zhì)，靈敏度高，檢測(cè)限低，定量準(zhǔn)確，重復(fù)性好。

2、紅外吸收法

紅外吸收法利用氣體分子對(duì)紅外光的吸收特性進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)紅外光通過氣體樣品時(shí)，氣體分子會(huì)吸收特定波長的紅外光，其吸收強(qiáng)度與氣體分子的濃度成正比。紅外吸收法常用于檢測(cè)高純氣體中的水和氧含量。由于水和氧對(duì)紅外光具有特定的吸收峰，可以通過測(cè)量紅外光的吸收強(qiáng)度來推算氣體中水和氧的濃度。優(yōu)點(diǎn)是非破壞性檢測(cè)，不改變氣體樣品的性質(zhì)。選擇性好，能夠針對(duì)特定氣體分子進(jìn)行檢測(cè)，靈敏度高，適用于微量雜質(zhì)的檢測(cè)。

3、電化學(xué)法

電化學(xué)法利用氣體在電解池中的電解反應(yīng)來檢測(cè)其純度。通過測(cè)量電解過程中電流和電壓的變化，可以間接推算出氣體中雜質(zhì)元素的含量。電化學(xué)法在高純氣體的純度檢測(cè)中也有應(yīng)用，特別是當(dāng)需要檢測(cè)氣體中某些具有電化學(xué)活性的雜質(zhì)時(shí)。優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，能夠檢測(cè)低濃度的雜質(zhì)。設(shè)備簡單，操作方便。

二、物理分析法

1、熱導(dǎo)法

熱導(dǎo)法利用不同氣體熱導(dǎo)率的差異來檢測(cè)氣體的純度。當(dāng)純氣體中混入雜質(zhì)時(shí)，混合氣體的熱導(dǎo)率會(huì)發(fā)生變化。通過測(cè)量混合氣體的熱導(dǎo)率，并與純氣體的熱導(dǎo)率進(jìn)行比較，可以推算出氣體中雜質(zhì)的含量。熱導(dǎo)法用于高純氣體的純度檢測(cè)中，如氮?dú)狻鍤獾取Ｔ摲椒ň哂胁僮骱啽恪㈨憫?yīng)速度快、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)。熱導(dǎo)法對(duì)氣體流量和壓強(qiáng)變化較為敏感，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)需要進(jìn)行精密的控制和校準(zhǔn)。

2、熱膨脹法

熱膨脹法利用氣體在一定溫度和壓強(qiáng)下的膨脹系數(shù)與純度之間的相關(guān)性來檢測(cè)氣體的純度。當(dāng)氣體純度發(fā)生變化時(shí)，其膨脹系數(shù)也會(huì)相應(yīng)改變。通過測(cè)量氣體在不同條件下的膨脹系數(shù)，可以推算出氣體的純度。熱膨脹法在某些特定領(lǐng)域的氣體純度檢測(cè)中有應(yīng)用，但相對(duì)于熱導(dǎo)法來說，其應(yīng)用范圍可能較為有限。熱膨脹法需要注意溫度和壓強(qiáng)的精確控制和測(cè)量誤差的消除。

3、密度法

密度法通過測(cè)量氣體的密度來判斷其純度。由于不同氣體的密度存在差異，可以通過測(cè)量混合氣體的密度來推算出其中各組分的含量。密度法在氣體純度檢測(cè)中的應(yīng)用相對(duì)較少，氣體密度的測(cè)量相對(duì)復(fù)雜且容易受到環(huán)境因素的影響。在高壓或低溫環(huán)境中，可以使用密度法。

4、折射率法

折射率法利用氣體折射率與純度的相關(guān)性來檢測(cè)氣體的純度。當(dāng)氣體中混入雜質(zhì)時(shí)，其折射率會(huì)發(fā)生變化。通過測(cè)量混合氣體的折射率，并與純氣體的折射率進(jìn)行比較，可以推算出氣體中雜質(zhì)的含量。折射率法在氣體純度檢測(cè)中的應(yīng)用有限。

三、光譜分析法

1、吸收光譜法

利用氣體分子對(duì)特定波長光的吸收特性來檢測(cè)氣體成分及其濃度。不同氣體分子對(duì)光的吸收特性不同，可以通過測(cè)量氣體對(duì)特定波長光的吸收強(qiáng)度來推斷氣體的種類和濃度。在氣體純度檢測(cè)中，吸收光譜法常用于檢測(cè)氣體中的微量雜質(zhì)。如：利用紅外吸收光譜法可以檢測(cè)氣體中的水蒸氣、二氧化碳等雜質(zhì)成分。優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、選擇性好、能夠同時(shí)檢測(cè)多種氣體成分。

2、發(fā)射光譜法

通過測(cè)量氣體分子在受到激發(fā)后發(fā)射的特定波長光來檢測(cè)氣體成分。當(dāng)氣體分子受到光、電或熱等激發(fā)時(shí)，會(huì)躍遷到高能態(tài)并隨后返回到低能態(tài)，同時(shí)發(fā)射出特定波長的光。發(fā)射光譜法在某些特定條件下，如利用激光誘導(dǎo)熒光光譜法（LIF）可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體中微量雜質(zhì)的檢測(cè)。優(yōu)點(diǎn)是高靈敏度、高分辨率。

四、色譜分析法

1、氣相色譜法

氣相色譜法利用不同物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相之間的分配差異，通過連續(xù)的流動(dòng)過程實(shí)現(xiàn)組分的分離。氣相色譜法因其高效、精確的分離能力，可以用于分析氣體、易揮發(fā)的液體和固體，特別是那些沸點(diǎn)在500℃以下且在操作條件下熱穩(wěn)定性良好的物質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)是分析速度快、選擇性好、分離效能高、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣。

2、高效液相色譜法

高效液相色譜法分離原理是溶于流動(dòng)相中的各組分經(jīng)過固定相時(shí)，由于與固定相發(fā)生作用（如吸附、分配、離子吸引、排阻、親和）的大小、強(qiáng)弱不同，在固定相中滯留時(shí)間不同，從而先后從固定相中流出。高效液相色譜法適用于分離低揮發(fā)性或非揮發(fā)性、熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)，非常適合于分離生物大分子、離子型化合物、不穩(wěn)定的天然產(chǎn)物以及其他各種高分子化合物等。高效液相色譜法高壓、高速、高效，能夠檢測(cè)到極低濃度的樣品組分，不受樣品揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性及相對(duì)分子質(zhì)量的限制，可控性強(qiáng)。

五、傳感器法

1、熱導(dǎo)式傳感器

熱導(dǎo)式傳感器基于不同氣體熱導(dǎo)率的差異來檢測(cè)氣體純度。當(dāng)被測(cè)氣體通過傳感器時(shí)，其熱導(dǎo)率的變化會(huì)引起傳感器內(nèi)部溫度或電阻的變化，這種變化被轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出，從而反映氣體的純度。熱導(dǎo)式傳感器用于對(duì)氣體純度要求較高的場(chǎng)合，如工業(yè)氣體分析、實(shí)驗(yàn)室研究等。特別是在SF6等特定氣體的純度檢測(cè)中，熱導(dǎo)式傳感器具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。熱導(dǎo)式傳感器能夠準(zhǔn)確測(cè)量氣體熱導(dǎo)率的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體純度的精確檢測(cè)。傳感器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，受外界干擾較小，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定可靠。

2、非分散紅外（NDIR）傳感器

非分散紅外傳感器基于氣體分子對(duì)特定波長紅外光的吸收特性來檢測(cè)氣體純度。當(dāng)紅外光通過被測(cè)氣體時(shí)，氣體分子會(huì)吸收特定波長的紅外光，導(dǎo)致光強(qiáng)減弱。通過測(cè)量光強(qiáng)的變化，可以推算出氣體濃度，進(jìn)而判斷氣體純度。NDIR傳感器用于二氧化碳、甲烷等氣體的濃度和純度檢測(cè)。非分散紅外傳感器無需與被測(cè)氣體直接接觸，避免了對(duì)傳感器的污染和損壞。能夠選擇性地檢測(cè)特定波長的紅外光，減少對(duì)其他氣體的干擾。能夠迅速響應(yīng)氣體濃度的變化，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3、電化學(xué)傳感器

電化學(xué)傳感器利用被測(cè)氣體的電化學(xué)活性，通過電化學(xué)反應(yīng)將氣體濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電化學(xué)傳感器中包含工作電極、參比電極和電解質(zhì)等組成部分。當(dāng)被測(cè)氣體與電解質(zhì)接觸時(shí)，會(huì)在工作電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電流或電位變化，反映氣體濃度和純度。電化學(xué)傳感器適用于檢測(cè)空氣中的氧氣、二氧化碳、一氧化碳等氣體，以及某些有毒有害氣體。電化學(xué)傳感器能夠檢測(cè)到極低濃度的氣體雜質(zhì)，能夠選擇性地檢測(cè)特定氣體成分。能夠迅速響應(yīng)氣體濃度的變化。

4、催化燃燒式傳感器

催化燃燒式傳感器利用可燃?xì)怏w在催化劑作用下的無焰燃燒產(chǎn)生的熱量來檢測(cè)氣體濃度和純度。當(dāng)可燃?xì)怏w進(jìn)入傳感器時(shí)，在催化劑的作用下發(fā)生燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生熱量并導(dǎo)致傳感器內(nèi)部電阻或溫度的變化。通過測(cè)量這種變化，可以推算出可燃?xì)怏w的濃度和純度。催化燃燒式傳感器主要用于可燃性氣體的檢測(cè)，如甲烷、氫氣等。催化燃燒式傳感器能夠迅速響應(yīng)可燃性氣體的存在，輸出信號(hào)與可燃?xì)怏w濃度之間具有較好的線性關(guān)系。

5、光離子化檢測(cè)器（PID）

光離子化檢測(cè)器利用高能量紫外線將被測(cè)氣體分子電離成離子和自由電子，并在電場(chǎng)作用下形成電流。通過測(cè)量電流的大小，可以推算出被測(cè)氣體的濃度和純度。PID傳感器對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）等微量氣體具有極高的靈敏度。PID傳感器用于檢測(cè)空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物和其他有毒有害氣體。光離子化檢測(cè)器能夠檢測(cè)到極低濃度的揮發(fā)性有機(jī)物和其他有毒有害氣體；能夠迅速響應(yīng)氣體濃度的變化；能夠選擇性地檢測(cè)特定類型的揮發(fā)性有機(jī)物。