燃氣熱值分析儀，也稱為天然氣熱值測定儀或天然氣熱值儀，其工作原理基于燃燒熱效應。即通過將燃氣樣品導入分析儀的燃燒室，與氧氣混合并點燃，發(fā)生燃燒反應。產(chǎn)生的熱量通過熱量傳感器（如熱電偶、熱敏電阻等）進行測量，這些傳感器將溫度變化轉(zhuǎn)化為電信號，進而計算出釋放的熱量。最終，根據(jù)燃燒過程中產(chǎn)生的熱量，分析儀可以計算出燃氣的熱值，通常以英熱單位（BTU）或焦耳（J）為單位表示。

　　燃氣熱值分析儀的組成部分及各部分功能：

　　一、核心測量單元

　　這是分析儀的“心臟”，負責直接測量燃氣的熱值及相關(guān)參數(shù)，根據(jù)測量原理不同可分為兩類：

　　燃燒式測量單元（常見于熱值計類設備）

　　燃燒爐/燃燒室：燃氣與輔助氣體（空氣/氧氣）在此充分燃燒，釋放的熱量被吸收（如通過水或金屬塊吸熱），是熱量測量的核心反應區(qū)。

　　熱量計（量熱系統(tǒng)）：通過測量燃燒過程中吸收的熱量（如水溫升高值、金屬塊溫度變化）計算熱值，常見的有“水流式熱量計”“恒溫式量熱計”等，精度直接影響結(jié)果準確性。

　　溫度傳感器：實時監(jiān)測燃燒前后的溫度變化（如燃燒室溫度、吸熱介質(zhì)溫度），通常采用高精度鉑電阻（Pt100）或熱電偶，精度可達±0.1℃。

　　色譜式測量單元（適用于成分分析法）

　　色譜柱：分離燃氣中的各組分（如甲烷、乙烷、丙烷等烴類氣體），不同組分因在固定相和流動相中的分配系數(shù)不同而實現(xiàn)分離。

　　檢測器：檢測經(jīng)色譜柱分離后的組分濃度，常用的有熱導檢測器（TCD，適用于常量組分）、氫火焰離子化檢測器（FID，適用于烴類微量組分），將組分濃度轉(zhuǎn)化為電信號。

　　二、氣路系統(tǒng)

　　負責燃氣樣品及輔助氣體的傳輸、凈化和流量/壓力控制，確保樣品穩(wěn)定進入測量單元：

　　樣品氣處理模塊

　　過濾器：去除燃氣中的雜質(zhì)（如粉塵、水分、硫化物），避免堵塞管路或污染傳感器（如活性炭過濾器除粉塵，分子篩除水分）。

　　穩(wěn)壓器/減壓閥：將燃氣源的高壓（如鋼瓶氣壓力1-2MPa）降至設備所需的工作壓力（通常0.1-0.3MPa），保證氣流穩(wěn)定。

　　流量計/流量控制器：精確控制樣品氣流量（如0.5-2L/min），常見的有轉(zhuǎn)子流量計、質(zhì)量流量控制器（MFC，精度更高），確保進入測量單元的氣體量穩(wěn)定。

　　輔助氣路（針對燃燒法設備）

　　包括空氣/氧氣管路（提供燃燒所需助燃氣體），結(jié)構(gòu)與樣品氣路類似，需控制輔助氣體的壓力和流量（如空氣流量是樣品氣的5-10倍）。

　　排氣系統(tǒng)

　　排出燃燒后的廢氣或未參與測量的余氣，通常連接至室外或通風管道，避免室內(nèi)燃氣聚集。

　　三、控制系統(tǒng)與傳感器

　　協(xié)調(diào)各模塊工作，采集關(guān)鍵參數(shù)并實現(xiàn)自動化控制：

　　主控板（CPU）

　　設備的“大腦”，接收各傳感器信號，執(zhí)行測量程序（如點火控制、溫度采集、數(shù)據(jù)計算），并控制氣路閥門、加熱裝置等部件。

　　關(guān)鍵傳感器

　　壓力傳感器：監(jiān)測樣品氣、輔助氣的實時壓力（如量程0-0.5MPa，精度±0.2%FS），用于壓力修正（熱值需換算至標準狀態(tài)）。

　　濕度傳感器：部分設備內(nèi)置，監(jiān)測環(huán)境濕度或樣品氣濕度（避免水分影響燃燒效率）。

　　液位傳感器（針對水式熱量計）：監(jiān)測吸熱介質(zhì)（水）的液位，確保量熱系統(tǒng)正常工作。

　　執(zhí)行部件

　　電磁閥：控制氣路通斷（如樣品氣、標氣、輔助氣的切換）；

　　點火裝置：燃燒法設備中用于點燃燃氣-空氣混合物（如電火花點火器）；

　　加熱/制冷模塊：維持測量單元溫度穩(wěn)定（如燃燒室恒溫控制）。

　　四、數(shù)據(jù)處理與顯示單元

　　實現(xiàn)數(shù)據(jù)計算、存儲和結(jié)果輸出：

　　顯示屏

　　通常為LCD或觸摸屏，實時顯示測量數(shù)據(jù)（如瞬時熱值、溫度、壓力）、設備狀態(tài)（如“預熱中”“測量中”）、錯誤代碼等。

　　數(shù)據(jù)處理模塊

　　根據(jù)測量原理計算熱值：

　　燃燒法：通過熱量公式（Q=cmΔt）計算總熱量，結(jié)合燃氣流量得出單位體積熱值；

　　色譜法：根據(jù)各組分濃度及對應純組分熱值，通過加和公式計算總熱值（如天然氣熱值=Σ（組分體積分數(shù)×該組分熱值））。

　　自動修正：對壓力、溫度、濕度等參數(shù)進行標準狀態(tài)（如101.325kPa、20℃）換算，確保數(shù)據(jù)可比性。

　　存儲與接口

　　內(nèi)置存儲器：保存歷史測量數(shù)據(jù)（如最近1000組數(shù)據(jù)）；

　　外部接口：USB（導出數(shù)據(jù)至U盤）、RS232/以太網(wǎng)（連接電腦或打印機），部分設備支持聯(lián)網(wǎng)上傳至監(jiān)測系統(tǒng)。

　　五、輔助結(jié)構(gòu)

　　外殼與工作臺

　　金屬外殼（如不銹鋼），兼具防護（防碰撞）和防爆功能（部分設備為隔爆設計），表面設有操作按鈕（電源、校準、測量等）。

　　電源模塊

　　將220V交流電轉(zhuǎn)換為設備內(nèi)部所需的直流電壓（如5V、12V），部分設備內(nèi)置穩(wěn)壓電路，減少電網(wǎng)波動影響。