燃气热值分析仪，也称为天然气热值测定仪或天然气热值仪，其工作原理基于燃烧热效应。即通过将燃气样品导入分析仪的燃烧室，与氧气混合并点燃，发生燃烧反应。产生的热量通过热量传感器（如热电偶、热敏电阻等）进行测量，这些传感器将温度变化转化为电信号，进而计算出释放的热量。最终，根据燃烧过程中产生的热量，分析仪可以计算出燃气的热值，通常以英热单位（BTU）或焦耳（J）为单位表示。
一、核心测量单元
这是分析仪的“心脏”，负责直接测量燃气的热值及相关参数，根据测量原理不同可分为两类：
燃烧式测量单元（常见于热值计类设备）
燃烧炉/燃烧室：燃气与辅助气体（空气/氧气）在此充分燃烧，释放的热量被吸收（如通过水或金属块吸热），是热量测量的核心反应区。
热量计（量热系统）：通过测量燃烧过程中吸收的热量（如水温升高值、金属块温度变化）计算热值，常见的有“水流式热量计”“恒温式量热计”等，精度直接影响结果准确性。
温度传感器：实时监测燃烧前后的温度变化（如燃烧室温度、吸热介质温度），通常采用高精度铂电阻（Pt100）或热电偶，精度可达±0.1℃。
色谱式测量单元（适用于成分分析法）
色谱柱：分离燃气中的各组分（如甲烷、乙烷、丙烷等烃类气体），不同组分因在固定相和流动相中的分配系数不同而实现分离。
检测器：检测经色谱柱分离后的组分浓度，常用的有热导检测器（TCD，适用于常量组分）、氢火焰离子化检测器（FID，适用于烃类微量组分），将组分浓度转化为电信号。
二、气路系统
负责燃气样品及辅助气体的传输、净化和流量/压力控制，确保样品稳定进入测量单元：
样品气处理模块
过滤器：去除燃气中的杂质（如粉尘、水分、硫化物），避免堵塞管路或污染传感器（如活性炭过滤器除粉尘，分子筛除水分）。
稳压器/减压阀：将燃气源的高压（如钢瓶气压力1-2MPa）降至设备所需的工作压力（通常0.1-0.3MPa），保证气流稳定。
流量计/流量控制器：精确控制样品气流量（如0.5-2L/min），常见的有转子流量计、质量流量控制器（MFC，精度更高），确保进入测量单元的气体量稳定。
辅助气路（针对燃烧法设备）
包括空气/氧气管路（提供燃烧所需助燃气体），结构与样品气路类似，需控制辅助气体的压力和流量（如空气流量是样品气的5-10倍）。
排气系统
排出燃烧后的废气或未参与测量的余气，通常连接至室外或通风管道，避免室内燃气聚集。
三、控制系统与传感器
协调各模块工作，采集关键参数并实现自动化控制：
主控板（CPU）
设备的“大脑”，接收各传感器信号，执行测量程序（如点火控制、温度采集、数据计算），并控制气路阀门、加热装置等部件。
关键传感器
压力传感器：监测样品气、辅助气的实时压力（如量程0-0.5MPa，精度±0.2%FS），用于压力修正（热值需换算至标准状态）。
湿度传感器：部分设备内置，监测环境湿度或样品气湿度（避免水分影响燃烧效率）。
液位传感器（针对水式热量计）：监测吸热介质（水）的液位，确保量热系统正常工作。
执行部件
电磁阀：控制气路通断（如样品气、标气、辅助气的切换）；
点火装置：燃烧法设备中用于点燃燃气-空气混合物（如电火花点火器）；
加热/制冷模块：维持测量单元温度稳定（如燃烧室恒温控制）。
四、数据处理与显示单元
实现数据计算、存储和结果输出：
显示屏
通常为LCD或触摸屏，实时显示测量数据（如瞬时热值、温度、压力）、设备状态（如“预热中”“测量中”）、错误代码等。
数据处理模块
根据测量原理计算热值：
燃烧法：通过热量公式（Q=cmΔt）计算总热量，结合燃气流量得出单位体积热值；
色谱法：根据各组分浓度及对应纯组分热值，通过加和公式计算总热值（如天然气热值=Σ（组分体积分数×该组分热值））。
自动修正：对压力、温度、湿度等参数进行标准状态（如101.325kPa、20℃）换算，确保数据可比性。
存储与接口
内置存储器：保存历史测量数据（如最近1000组数据）；
外部接口：USB（导出数据至U盘）、RS232/以太网（连接电脑或打印机），部分设备支持联网上传至监测系统。
五、辅助结构
外壳与工作台
金属外壳（如不锈钢），兼具防护（防碰撞）和防爆功能（部分设备为隔爆设计），表面设有操作按钮（电源、校准、测量等）。
电源模块
将220V交流电转换为设备内部所需的直流电压（如5V、12V），部分设备内置稳压电路，减少电网波动影响。
更新时间：2025-08-22
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