在线分析仪器（第2版·微课视频版）

辽宁省精品教材《在线分析仪器》负责人；辽宁省首批“十二五”普通高等教育本科省级规划教材《在线分析仪器》负责人。

 

本书是辽宁省首批“十二五”规划教材《在线分析仪器》的第2版，是面向工程教育认证进程中编写的新教材。本书以在线分析仪器的工程应用为主线，详细介绍了工业流程上常用的气体和液体在线分析仪器检测理论及其在工业上的应用。全书还介绍了在线分析系统中自动取样和试样预处理装置，以及基于物联网和云计算的在线分析系统的发展。

本书在修订的过程中对原有的内容做了勘误，更新了背景介绍，为了便于更好地教学，特添加了微课视频、思维导图、教学大纲等教辅资源。

本书可作为普通高等院校测控技术与仪器、电子信息工程、化学工程、环境工程、过程自动化、应用化学等专业本科用书和研究生参考用书，也可作为分析仪器行业工程师的参考书。

第1章绪论

1.1在线分析仪器的发展

1.1.1在线分析仪器的发展概况

1.1.2仪器仪表行业“十三五”规划发展成就

1.1.3仪器仪表行业“十四五”规划发展建议

1.1.4分析仪器的发展趋势

1.2在线分析仪器的组成

1.3在线分析仪器的分类

1.4在线分析仪器的性能指标

1.5合成氨生产流程在线分析仪器应用

思考题

第2章自动取样和试样预处理系统

2.1概述

2.1.1自动取样和试样预处理系统任务

2.1.2自动取样和试样预处理系统组成

2.1.3自动取样和试样预处理系统分类

2.1.4自动取样和试样预处理系统性能指标

2.2组件

2.2.1取样探头

2.2.2常用的气体取样探头

2.2.3样品输送管线

2.2.4样品过滤器

2.2.5样品冷却器

2.2.6采样泵

2.2.7天然气的取样和样品处理技术

2.3试样的检测与控制调节

2.3.1试样的流量测量与控制调节

2.3.2试样的压力控制

2.3.3试样的温度测量

2.4高炉生产流程在线分析系统

2.4.1高炉炼铁生产工艺

2.4.2高炉煤气分析

2.4.3高炉炼铁在线分析系统的作用

思考题

第3章电化学式在线分析仪器

3.1概述

3.2电化学式检测器

3.2.1电极电位检测器

3.2.2工业pH计

3.2.3电导检测器

3.2.4电导浓度计

3.2.5浓差电动势检测器

3.2.6氧化锆氧量计

3.2.7电位滴定系统

3.3污水化学耗氧量在线分析

3.3.1COD在线自动分析仪的基本构成

3.3.2COD在线自动分析仪的类型

3.3.3COD在线自动分析小结

3.4电化学式在线分析仪器

3.4.1工业pH计

3.4.2工业电导率分析仪

3.4.3氧化锆氧分析器

3.5工业水质在线监测

3.5.1工业水质在线监测方案

3.5.2化学水在线分析仪

3.5.3工艺反应液在线分析仪

3.5.4工业污水在线分析仪

思考题

第4章热学与磁学式在线分析仪器

4.1概述

4.2热导检测器

4.2.1气体热导率

4.2.2热导检测原理

4.2.3热导检测器

4.2.4热导式分析仪器应用

4.3热磁检测器

4.3.1气体的磁化率

4.3.2气体磁化率与温度的关系

4.3.3磁场对磁介质的作用力

4.3.4热磁检测器结构

4.3.5热磁检测器应用

4.3.6磁力检测器

4.3.7顺磁式氧分析仪测量误差分析

4.4热学式分析仪器

4.4.1热导式分析仪器

4.4.2磁压力式氧分析器

4.4.3磁机械式氧分析器

4.4.4热磁式氧分析器

4.5转炉工艺流程在线分析

4.5.1分析测量点

4.5.2分析仪器

4.5.3转炉炼钢分析仪器的作用

思考题

第5章光学式在线分析仪器

5.1概述

5.1.1电磁波谱的波段划分

5.1.2物质吸收光辐射的选择性

5.1.3光的衰减定律： 朗伯比尔定律

5.2吸收光谱检测系统的组成

5.2.1光源

5.2.2色散元件

5.2.3试样池

5.2.4光的探测元件

5.3红外线气体分析器

5.3.1特征吸收波长

5.3.2红外线气体分析器分类

5.3.3红外线气体分析器类型

5.3.4非色散型红外线气体分析器组成

5.3.5固定分光型红外分析器

5.3.6常用数据处理方法

5.3.7测量误差分析

5.3.8目前存在的问题

5.3.9红外气体分析器发展方向

5.4可见光分光光度计

5.4.1可见光分光光度计工作原理

5.4.2可见光分光光度计的结构

5.4.3可见光分光光度计的检测系统

5.4.4可见光分光光度计性能指标

5.5光学式在线分析仪器

5.5.1红外分析仪器

5.5.2分光光度计

5.6垃圾焚烧烟气排放连续监测

思考题

第6章色谱和质谱检测系统

6.1气相色谱检测系统

6.1.1气相色谱分离器的结构

6.1.2气相色谱分析

6.1.3气相色谱的色谱图及常用术语

6.1.4气相色谱的定性与定量分析

6.1.5气相色谱分析用的检测器

6.1.6气相色谱仪的组成

6.1.7气相色谱仪器的最新进展

6.2质谱检测系统

6.2.1磁场对运动电荷的作用

6.2.2质谱检测系统组成

6.2.3质谱定量分析

6.2.4在线质谱仪

6.2.5常用质谱仪优缺点比较

6.3色谱质谱联用技术

6.3.1气相色谱质谱联用

6.3.2液相色谱质谱(LCMS)联用

6.4在线色谱仪与质谱仪

6.4.1在线气相色谱仪

6.4.2在线质谱仪

6.4.3气相色谱质谱联用仪

6.5在线色谱仪在天然气能量计量中的应用

6.5.1天然气计量

6.5.2天然气计量系统

6.5.3在线气相色谱仪

6.5.4现场应用

思考题

第7章在线物性分析仪器

7.1快速失重式水分在线检测系统

7.1.1水分测量

7.1.2快速失重法

7.1.3极限失重温度的确定

7.1.4快速失重法水分检测系统

7.1.5在线粉粒物料水分仪

7.2微波水分测量系统

7.2.1微波的特点

7.2.2微波测湿的理论基础

7.2.3微波测湿方法

7.2.4微波测湿系统组成

7.2.5微波在线水分检测系统

7.3湿度测量

7.3.1概述

7.3.2湿度传感器分析

7.3.3湿度计

7.3.4天然气水露点在线监测方法

7.3.5湿度测量发展

7.4恶臭气体在线监测 

7.4.1恶臭污染评价方法

7.4.2在线电子鼻

思考题

第8章在线分析系统工程技术应用

8.1在线分析系统工程技术

8.1.1在线分析系统工程技术发展

8.1.2在线分析系统工程技术的主要特点

8.1.3在线分析系统工程涉及的主要技术

8.1.4在线分析系统工程技术的系统构成

8.1.5在线分析系统工程技术的展望

8.2网络化在线分析仪器

8.2.1网络化仪器概述

8.2.2网络化仪器结构

8.2.3基于Internet的网络化仪器

8.2.4基于物联网的网络化仪器

8.2.5企业全过程物联网监管综合解决方案

8.2.6基于Internet网络化在线分析仪器应用

8.3在线分析系统工程应用案例

8.3.1VOCs监测全面解决方案

8.3.2大气复合污染(灰霾)监测解决方案

8.3.3大气环境质量预警预报系统

8.3.4水资源管理综合解决方案

8.3.5“智慧环保”综合解决方案

思考题

参考文献

 

针对目前工程教育认证对学生工程实践能力培养的需求，根据全国高等院校测控技术与仪器专业规范的要求，为本科测控技术与仪器专业和相关专业编写了本书。

在线分析仪器是用在工业流程上在线测量物质成分信息的仪表，广泛应用于石油、化工、冶金、食品、造纸、纺织、环境监测、制药等各个领域，对产品质量的提高、节能降耗、提高生产率、环境保护具有非常重要的作用。书中内容涵盖了常用的液体分析仪表和气体分析仪表，包括电化学式、热学与磁学式、光学式、色谱与质谱仪、在线物性分析仪器的检测原理和应用。介绍了在线分析系统的自动取样和试样预处理装置，以及在线分析仪器系统最新技术的发展。本书适用于测控技术与仪器、电子信息工程、化学工程、环境工程、过程自动化、应用化学等专业。

本书突出在线分析仪器工程实践的应用，以工业流程上常用的在线分析仪器为主线，阐述了在线分析仪器的检测原理、性能及应用经验，并介绍了各种原理的最新在线分析仪器。

本书特别介绍了在线分析系统发展的最新技术，基于物联网和云计算功能的大气监测系统、水质监测系统等，代表了在线分析系统的集成和最新发展前沿。

全书授课学时建议48学时，具体安排如下： 第1章 2学时； 第2章8学时； 第3章8学时； 第4章6学时； 第5章6学时； 第6章6学时； 第7章6学时； 第8章6学时。

全书共8章，由于洋编著，河北工业大学张思祥参与编写2.2节、3.3节、7.4节，重庆科技学院王森给予了很多宝贵的指导意见和素材，沈阳工业大学杨平提供了有关实验的电子资源，在此一并表示衷心感谢。

在本书的编写过程中参考了许多优秀著作和文章，在此向收录于参考文献中的各位作者表示真诚的谢意。

由于编者水平有限，错误或不当之处在所难免，欢迎读者批评指正。

 

编者2024年3月

 

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