Giáo trình Đo lường nhiệt - Hoàng Dương Hùng

khÝ, ®èi víi mét tÝnh chÊt quang häc nµo ®ã cña hçn hîp cÇn 
ph©n tÝch nh− : chØ sè khóc x¹, mËt ®é quang häc, hÊp thô phæ, bøc x¹, phæ... 
6.7.1. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu giao thoa kÕ (giao thoa kÕ khÝ) 
Bé ph©n tÝch khÝ nµy øng dông hiÖn t−îng xª dÞch d¶i giao thoa do sù thay ®æi 
mËt ®é quang häc cña m«i chÊt khÝ trªn ®−êng ®i cña mét trong hai tia s¸ng 
kÕt hîp. 
S¬ ®å ®¬n gi¶n h×nh thµnh cña gi¶i giao thoa vµ sù xª dÞch cña chóng. 
Hai nguån tia s¸ng ®¬n s¾c kÕt hîp ®Æt ë ®iÓm A1 vµ A2 do t¸c dông t−¬ng hç 
cña cña c¸c tia s¸ng nªn trªn mµn ¶nh xuÊt hiÖn d¶i giao thoa (h×nh ¶nh giao 
thoa). Sù h×nh thµnh c¸c d¶i s¸ng vµ tèi cña ¶nh giao thoa lµ do kho¶ng chªnh 
lÖch gi÷a 2 tia s¸ng giao thoa víi ®é dµi vµ sãng (gÆp nhau ë ®iÓm ®· x¸c ®Þnh 
B’ 
B 
A2 
A1
A’
s l 
 ÂO LÆÅÌNG NHIÃÛT — CHÆÅNG 6 - 127 - 
trªn mµn ¶nh). §èi víi d¶i s¸ng th× kho¶ng chªnh lÖch cña tia s¸ng b»ng nöa 
sè sãng ch½n. 
Tøc lµ: Víi δ = 2
2
λ
, 4
2
λ
, 6
2
λ
 ... th× ®−îc d¶i s¸ng, 
cßn ë ®iÓm øng víi δ = 
2
λ
, 3
2
λ
, 5
2
λ
 ... ®−îc d¶i tèi. 
(λ- lµ ®é dµi sãng cña tia giao thoa ). 
Do kÕt qu¶ giao thoa ë ®iÓm B xuÊt hiÖn®¶i s¸ng cßn c¶ hai bªn c¹nh lµ c¸c d¶i 
tèi vµ s¸ng xen kÏ nhau. Tr−êng hîp d¶i s¸ng tr¾ng (kh«ng ®¬n s¾c) th× ë hai 
bªn cña d¶i tr¾ng ë ®iÓm B sÏ cã mµu s¾c. 
NÕu gi÷a A1 vµ mµn ¶nh cã ®Æt mét buång dµi l chøa ®Çy khÝ cã chØ sè khóc x¹ 
nk > nkk (nkk lµ chØ sè khóc x¹ kh«ng khÝ) nªn trong tr−êng hîp nµy ®−êng ®i 
cña tia s¸ng sÏ kÐo dµi thªm mét ®o¹n δ = (nk - nkk)l. §iÓm A1 nh− vËy chuyÓn 
dÞch tíi ®iÓm A’1 cßn trªn mµn ¶nh th× B chuyÓn tíi B’ c¸ch ®Òu A’1vµ A2. Cßn 
nÕu buång chøa khÝ ®Æt gi÷a A2 vµ mµn ¶nh th× ¶nh giao thoa sÏ chuyÓn dÞch 
xuèng d−íi. 
Bé chuyÓn dÞch cña ¶nh giao thoa phô thuéc vµo chØ sè khóc x¹ cña m«i chÊt 
nªn phô thuéc vµo biÕn ®æi mËt ®é vµ do ®ã phô thuéc chÊt thµnh phÇn trong 
hçn hîp chøa trong buång trªn. 
H×nh vÏ d−íi ®©y lµ bé ph©n tÝch khÝ kiÓu giao thoa kÕ cã s¬ ®å quang häc ®Çy 
®ñ. C¸c kªnh A,B,C cã v¸ch ng¨n c¸ch nhau, kªnh A vµ B cã èng nèi th«ng 
víi nhau vµ th−êng chøa kh«ng khÝ, kªnh C chøa khÝ cÇn ph©n tÝch tia s¸ng tõ 
nguån 1 qua kÝnh héi tô 2 dÕn l¾ng kÝnh ph¶n x¹ toµn phÇn 3 råi tíi b¶ng 
ph¼ng song song 4 t¹o nªn c¸c tia khóc x¹ vµ c¸c tia ph¶n x¹ - c¸c tia nµy qua 
buång chøa khÝ 5 gÆp l¨ng kÝnh ph¶n x¹ toµn phÇn 6 råi l¹i trë vÒ b¶n ph¼ng 
song song 4. C¸c tia s¸ng tõ b¶n ph¼ng song song 4 ®i ra sÏ qua l¨ng kÝnh quay 
7 vµ ®−îc ph¶n x¹ qua mét thÊu kÝnh héi tô 8 kh¸c vµ héi tô ë mÆt ph¼ng chøa 
tiªu ®iÓm cña 8. ¶nh giao thoa trªn mÆt ph¼ng ®ã sÏ ®−îc quan s¸t qua èng 
kÝnh 9. 
Muèn ®−îc kho¶ng chªnh lÖch cña tia s¸ng cña ¶nh giao thoa th× ph¶i cã gãc 
nghiªng kh«ng lín cña l¨ng kÝnh 6 xung quanh bê mÆt huyÒn cña nã. Nång ®é 
cña chÊt thµnh phÇn ®−îc ®o b»ng ®é chuyÓn dÞch ¶nh giao thoa vµ cã thÓ thùc 
hiÖn theo 2 c¸ch : C¸ch thø nhÊt thùc hiÖn theo thang chia ®é cña thÞ kÝnh cïng 
n»m trong tr−êng quan s¸t víi ¶nh giao thoa. C¸ch thø hai (chÝnh x¸c h¬n) lµ 
¶nh giao thoa ®−îc lÆp l¹i vÞ trÝ ban ®Çu ®èi víi ®−êng ng¾m ë gi÷a tr−êng 
 ÂO LÆÅÌNG NHIÃÛT — CHÆÅNG 6 - 128 - 
quan s¸t cßn nång ®é th× ®äc theo tang trèng thiÕt bÞ kiÓu micr«mÐt dïng quay 
l¨ng kÝnh 7. 
Hçn hîp khÝ (th−êng lµ kh«ng khÝ) ®−îc hót qua buång C (nhê b¬m tay). Kªnh 
A vµ B ®−îc nèi víi m«i chÊt kh«ng khÝ xung quanh qua thiÕt bÞ ®Æc biÖt c¶n 
kh«ng cho c¸c khÝ bÊt kú nµo kh¸c lät vµo trong kªnh, trong thêi gian ®ã cho 
phÐp c©n b»ng ¸p suÊt trong kªnh kh«ng khÝ víi khÝ quyÓn. 
A B
C
9 
8 
7 
3 
1 
2 
4 
5
6
 ÂO LÆÅÌNG NHIÃÛT — CHÆÅNG 6 - 129 - 
Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu giao thoa kÕ chØ cã thÓ dïng cho hçn hîp kÐp, chÊt thµnh 
phÇn cã chØ sè khóc x¹ kh¸c h¼n nhau. 
Giao thoa kÕ khÝ ®−îc dïng phæ biÕn nhÊt lµ dïng thiÕt bÞ ph©n tÝch phßng thÝ 
nghiÖm cã ®é chÝnh x¸c cao vµ còng lµ bé ph©n tÝch thao t¸c b»ng tay mang 
l−u ®éng chñ yÕu dïng x¸c ®Þnh thµnh phÇn khÝ nh− CO2 , CH4 trong kh«ng 
khÝ. 
6.7.2. Bé ph©n tÝch kiÓu quang ©m (hÊp thô tia hång ngo¹i) 
Bé ph©n tÝch kiÓu quang ©m lµ lo¹i ®−îc øng dông vµ ph¸t triÓn nhiÒu nhÊt 
trong sè c¸c bé ph©n tÝch dïng tia hång ngo¹i cã thÓ dïng ph©n tÝch thµnh 
phÇn hçn hîp khÝ vµ còng cã thÓ dïng ®o nång ®é cña dung dÞch, v× vËy nªn ®· 
®−îc ph¸t triÓn rÊt nhanh trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y. 
¸nh s¸ng thÊy ®−îc, ¸nh s¸ng kh«ng trong thÊy ®−îc, sãng nhiÖt, sãng ®iÖn... 
®Òu lµ sãng ®iÖn tõ, ng−êi ta ph©n biÖt chóng theo ®é dµi sãng hoÆc tÇn sè, tia 
hång ngo¹i thuéc ph¹m vi ¸nh s¸ng kh«ng thÊy ®−îc ®é dµi sãng th«ng th−êng 
trong kho¶ng 0,75µ ®Õn 4000µ. 
C¸c bé ph©n tÝch kiÓu tia hång ngo¹i chñ yÕu dùa vµo 2 tÝnh chÊt c¬ b¶n cña 
tia hång ngo¹i lµ : 
 - Kh¶ n¨ng bøc x¹ m¹nh cña tia hång ngo¹i ®èi víi nhiÖt n¨ng. 
 - C¸c m«i chÊt, nhÊt lµ khÝ nhiÒu nguyªn tö ®Òu cã kh¶ n¨ng hÊp thô n¨ng 
l−îng bøc x¹ tia hång ngo¹i. 
Nguyªn lý cÊu t¹o bé ph©n tÝch kiÓu tia hång ngo¹i dïng ®o ®Þnh l−îng nång 
®é nh− h×nh vÏ. 
5 
4
32
1 
Häùn håüp khê 
II0 
 ÂO LÆÅÌNG NHIÃÛT — CHÆÅNG 6 - 130 - 
N¨ng l−îng bøc x¹ cña nguån s¸ng tia hång ngo¹i 1 ph¸t ra cã c−êng ®é lµ I0 
sau khi qua 2 th× vµo buång lµm viÖc 3, buång nµy cã hçn hîp khÝ cÇn ®o liªn 
tôc ch¹y qua, nhãm khÝ cÇn ph©n tÝch sÏ hÊp thô n¨ng l−îng bøc x¹ cña mét 
®o¹n quang phæ nµo ®ã trong tia hång ngo¹i, n¨ng l−îng ®−a vµo buång 4 b©y 
giê kh«ng cßn lµ I0 mµ lµ I, buång 4 chøa ®Çy nhãm khÝ cÇn ph©n tÝch víi nång 
®é kh¸ cao nªn phÇn n¨ng l−îng cßn d− I = I0 - ∆I sÏ bÞ hÊp thô hÕt, nhiÖt ®é 
buång 4 t¨ng lªn dïng mét lo¹i phÇn tö ®o nhiÖt ®é 5 ta sÏ x¸c ®Þnh ®é t¨ng 
nhiÖt ®é cña buång 4 vµ sÏ x¸c ®Þnh ®−îc nång ®é cña nhãm khÝ cÇn ®o. 
Theo ®Þnh luËt Langzberg; lC
o
e
I
I ..µ−= 
Trong ®ã : 
µλ - hÖ sè hÊp thô t−¬ng ®−¬ng cña nhãm cÇn ph©n tÝch vµ lµ hµm sè ®èi víi ®é 
dµi sãng ®· ®Þnh. 
C - lµ nång ®é nhãm cÇn ph©n tÝch (khÝ hÊp thô bøc x¹). 
l - ®é dµi buång lµm viÖc (chiÒu dµy líp hÊp thô). 
NÕu thÓ tÝch buång lµm viÖc kh«ng ®æi th× phÇn tö nh¹y c¶m 5 cã thÓ lµ phÇn 
tö ®o ¸p suÊt v× nhiÖt ®é t¨ng th× ¸p suÊt t¨ng theo quan hÖ ®−êng th¼ng. 
6.7.3. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu hÊp thô tia tö ngo¹i (tia cùc tÝm) 
 Qu¸ tr×nh vËt lý cã liªn quan ®Õn hÊp thô bøc x¹ tö ngo¹i rÊt phøc t¹p so víi 
bøc x¹ hång ngo¹i, n¨ng l−îng l−îng tö øng víi phæ vïng tö ngo¹i kh«ng ph¶i 
chØ ®Ó lµm thay ®æi n¨ng l−îng quay ph©n tö vµ n¨ng l−îng dao ®éng cña 
nguyªn tö nh− trong ph¹m vi hång ngo¹i mµ cßn ®Ó lµm thay ®æi n¨ng l−îng 
vá ®iÖn tö bªn ngoµi cña ph©n tö. 
S¬ ®å bé ph©n tÝch khÝ kiÓu hÊp thô tia tö ngo¹i: 
Bøc x¹ tõ nguån 1 ®i qua buång lµm viÖc 2 tíi tÕ bµo quang ®iÖn 4, mÆt kh¸c 
bøc x¹ còng qua buång so s¸nh 3 tíi tÕ bµo quang ®iÖn 5. Buång so s¸nh chøa 
®Çy hçn hîp khÝ cã thµnh phÇn kh«ng ®æi, kh«ng hÊp thu bøc x¹ tö ngo¹i, nÕu 
khÝ qua buång lµm viÖc kh«ng chøa thµnh phÇn cÇn ph©n tÝch th× dßng bøc x¹ 
2
3
1 
4 
5 
6
 ÂO LÆÅÌNG NHIÃÛT — CHÆÅNG 6 - 131 - 
cña 2 nh¸nh nh− nhau nªn kh«ng cã dßng ®iÖn trong m¹ch qua ®ång hå 6 . 
Tr¸i l¹i, nÕu khÝ qua buång lµm viÖc cã chøa khÝ thµnh phÇn cÇn ph©n tÝch th× 
dßng ®iÖn qua ®ång hå 6 sÏ tû lÖ víi nång ®é thµnh phÇn cÇn ph©n tÝch. 
6.7.4. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu phæ quang kÕ 
Nguyªn lý lµm viÖc : X¸c ®Þnh ®−îc nång ®é chÊt thµnh phÇn trong hçn hîp 
khÝ cÇn ph©n tÝch b»ng c¸ch ph©n tÝch phæ ph¸t x¹ cña hçn hîp khÝ nhê ®o 
c−êng ®é bøc x¹ v¹ch phæ cña chÊt thµnh phÇn. 
6.8. Bé PH¢N TÝCH KHÝ KIÓU SO MµU S¾C 
Trong hçn hîp khÝ cã nång ®é x¸c ®Þnh, ph¶n øng hãa häc cã tÝnh chän läc 
mµu s¾c t¸c dông t−¬ng hç gi÷a c¸c chÊt thµnh phÇn vµ dung dÞch chØ thÞ sÏ 
lµm cho tÊt c¶ c¸c chÊt trong dung dÞch bÞ nhuém mµu, dïng c¸ch ®o sù hÊp 
thô ¸nh s¸ng cña dung dÞch bÞ nhuém mµu th× sÏ x¸c ®Þnh ®−îc nång ®é chÊt 
thµnh phÇn. 
Bé ph©n tÝch khÝ ¸p dông nguyªn lý so mµu s¾c nãi trªn cã nh÷ng −u ®iÓm c¬ 
b¶n so víi c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c : 
 - Ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch so mµu s¾c cã ®é nh¹y cao (v× cã thÓ gom gãp c¸c 
thµnh phÇn cÇn x¸c ®Þnh trong dung dÞch chØ thÞ hoÆc b¨ng chØ thÞ) nãi kh¸c ®i, 
t¨ng sè l−îng khÝ cÇn ph©n tÝch ®i qua dung dÞch chØ thÞ hoÆc b¨ng chØ thÞ hÇu 
nh− sÏ lµm t¨ng mét c¸ch kh«ng h¹n chÕ ®é nh¹y cña ph−¬ng ph¸p so mµu 
s¾c. Do ®ã bé ph©n tÝch khÝ kiÓu so mµu s¾c ®−îc dïng réng r·i ®Ó x¸c ®Þnh vi 
nång ®é c¸c khÝ kh¸c nhau trong hçn hîp khÝ phøc t¹p vµ trong m«i tr−êng 
kh«ng khÝ, tr¸i l¹i khi ®o c¸c nång ®é lín th× bé ph©n tÝch nµy Ýt cã hiÖu qu¶. 
 - TÝnh lùa chän cao. TÝnh chÊt nµy ®−îc x¸c ®Þnh bëi sù chän läc ®Æc biÖt cña 
ph¶n øng hãa häc gi÷a chÊt thµnh phÇn cÇn x¸c ®Þnh cña hçn hîp khÝ vµ dung 
dÞch chØ thÞ. 
 - Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu so mµu s¾c cã thÓ cã cÊu t¹o v¹n n¨ng, bëi v× cã thÓ 
dïng mét bé ph©n tÝch vµ ®ång hå víi c¸c dung dÞch chØ thÞ kh¸c nhau sÏ cã 
thÓ x¸c ®Þnh ®−îc c¸c chÊt khÝ kh¸c nhau. 
Nguyªn lý ph©n tÝch b»ng c¸ch so mµu s¾c : 
§Þnh luËt Baye : 
Ph©n tÝch so mµu s¾c lµ dùa trªn c¬ së cña hiÖn t−îng sau : tia s¸ng ®i qua vËt 
cã mµu s¾c th× cã mét phÇn bÞ vËt hÊp thô nªn c−êng ®é tia s¸ng ë ®Çu ®i ra so 
víi ®Çu ®i vµo vËt trªn sÏ yÕu h¬n. §Þnh luËt Baye chÝnh lµ quy luËt rót ra tõ 
hiÖn t−îng trªn. Gi¶ sö cã mét b×nh chøa cã 2 v¸ch c¸ch nhau mét kho¶ng l 
lµm b»ng m«i chÊt s¸ng lý t−ëng (kh«ng hÊp thô tia s¸ng). 
 ÂO LÆÅÌNG NHIÃÛT — CHÆÅNG 6 - 132 - 
Tia s¸ng tíi trùc giao víi 
v¸ch cã c−êng ®é I0, tia 
s¸ng ë ®Çu ®i ra cã c−êng 
®é lµ I th× quan hÖ gi÷a I 
vµ I0 cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng 
c«ng thøc : Clo eII
ξ−= hay lµ Cl
o
e
I
I ξ−= 
trong ®ã : ξ lµ h»ng sè tû lÖ cßn gäi lµ hÖ sè tiªu quang (lµ ®¹i l−îng vËt lý cã 
quan hÖ víi tÝnh chÊt nh−ng kh«ng cã quan hÖ víi nång ®é cña m«i chÊt). Do 
®ã khi m«i chÊt x¸c ®Þnh th× ξ còng x¸c ®Þnh vµ nÕu gi÷ l kh«ng ®æi th× tõ I/I0 
cã thÓ suy ra C. 
Bé ph©n tÝch b»ng ph−¬ng ph¸p so mµu s¾c cã thÓ chia lµm 3 lo¹i : 
„ Bé ph©n tÝch khÝ dïng dung dÞch so mµu s¾c. 
„ Bé ph©n tÝch khÝ ph©n tÝch trùc tiÕp theo mµu s¾c kh¸c nhau cña chÊt khÝ. 
„ Bé ph©n tÝch khÝ so mµu s¾c dïng b¨ng hÊp thô. 
B»ng c¸ch ®o møc ®é nhuém mµu cña b¨ng chØ thÞ 1, (møc ®é nµy phô thuéc 
vµo nång ®é cña chÊt thµnh phÇn). Trong dông cô trªn ng−êi ta so s¸nh dßng 
l
I0 I
Maûch tæû 
cán bàòng
Chè thë 
φ1 φ2 
2 
1 
khê 
Bäü phán têch khê so maìu sàõc duìng bàng háúp thuû.
 ÂO LÆÅÌNG NHIÃÛT — CHÆÅNG 6 - 133 - 
¸nh s¸ng trùc tiÕp còng tõ ®Ìn 2 qua 2 phÇn tö quang ®iÖn φ1 vµ φ2 vµ tù ®éng 
c©n b»ng, tõ ®ã ta x¸c ®Þnh ®−îc møc ®é nhuém mµu vµ suy ra nång ®é. 
6.9. Bé PH¢N TÝCH KHÝ KIÓU S¾C Ký 
Trong c¸c bé ph©n tÝch tù ®éng th× ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch kiÓu s¾c ký lµ mét 
ph−¬ng ph¸p lín vµ míi cña bé ph©n tÝch kiÓu lý- hãa. Bé ph©n tÝch lo¹i nµy 
®−îc dïng ®Ó ph©n tÝch vËt v« c¬ vµ ®Æc biÖt lµ vËt h÷u c¬ víi tÝnh −u viÖt ®éc 
®¸o. 
Hçn hîp khÝ phøc t¹p ®−îc chia thµnh c¸c thµnh phÇn riªng biÖt do kÕt qu¶ cña 
qu¸ tr×nh hÊp phô diÔn ra khi hçn hîp chuyÓn ®éng däc theo líp chÊt hÊp phô 
vµ sau ®ã x¸c ®Þnh nång ®é cña mçi chÊt thµnh phÇn. 
Trong hÖ dÞ thÓ cã bÒ mÆt chia pha, bao giê còng cã n¨ng l−îng tÝch lòy trªn 
bÒ mÆt, g¾n liÒn víi bÒ mÆt chia pha ®ã diÔn ra mét qu¸ tr×nh gäi lµ qu¸ tr×nh 
hÊp phô. §ã lµ qu¸ tr×nh tËp trung vËt chÊt tõ trong thÓ tÝch pha vÒ bÒ mÆt chia 
pha, ng−êi ta gäi lµ sù hÊp phô bÒ mÆt hoÆc gäi t¾t lµ sù hÊp phô. Nguyªn nh©n 
cña qu¸ tr×nh hÊp phô lµ do cã lùc liªn kÕt gi÷a chÊt hÊp phô vµ chÊt bÞ hÊp phô 
ng−êi ta cho r»ng cã 2 lo¹i lùc liªn kÕt hÊp phô c¬ b¶n ®ã lµ lùc vËt lý vµ lùc 
hãa häc. 
Ph©n tÝch hçn hîp theo ph−¬ng ph¸p s¾c ký dùa trªn c¬ së hÊp phô cña chÊt 
hÊp phô r¾n vµ láng. Tïy theo lo¹i chÊt hÊp phô, phÐp s¾c ký khÝ ®−îc chia ra 
lo¹i khÝ -hÊp phô vµ khÝ -chÊt n−íc. 
„ PhÐp s¾c ký khÝ hÊp phô dùa vµo ®é hÊp phô kh¸c nhau cña chÊt hÊp phô 
r¾n ®èi víi chÊt thµnh phÇn trong hçn hîp khÝ. ChÊt hÊp phô nµy lµm bëi vËt 
liÖu h÷u c¬ hoÆc kho¸ng chÊt tù nhiªn hay nh©n t¹o cã tÝnh xèp ®Ó cã thÓ tÝch 
kh«ng gian hÊp phô lín. 
„ PhÐp s¾c ký khÝ - chÊt n−íc : Dùa vµo sù hÊp phô kh¸c nhau ®èi víi c¸c 
chÊt thµnh phÇn ®ã trong chÊt n−íc dÉn tíi bÒ mÆt chÊt hÊp phô. ChÊt n−íc 
th−êng hay dïng nhÊt lµm chÊt hÊp phô lµ c¸c ete (este) cao ph©n tö, r−îu, dÇu 
silicon... 
Hçn hîp khÝ cÇn ph©n tÝch chuyÓn ®éng qua mét èng dµi nhá chøa ®Çy chÊt 
hÊp phô. Do sù hÊp phô cã lùa chän c¸c thµnh phÇn bÞ hÊp phô Ýt ®i qua tr−íc 
(B, D) cßn nh÷ng chÊt hßa tan tèt (C,A) bÞ gi÷ l¹i sau ®ã cã sù ph©n chia hîp 
chÊt thµnh nhiÒu thµnh phÇn kh¸c nhau. 
 ÂO LÆÅÌNG NHIÃÛT — CHÆÅNG 6 - 134 - 
Nh÷ng thµnh phÇn nµy ®−îc di chuyÓn qua cét s¾c ký thµnh nh÷ng vïng riªng 
lÎ vµ theo tr×nh tù ®−îc dÉn ®i b»ng dßng khÝ vËn chuyÓn vµ ®Õn bé chuyÓn ®æi 
2 vµ vµo thiÕt bÞ tù ghi 3, ®−êng cong 4 gåm nh÷ng ®Ønh riªng lÎ, mçi ®Ønh 
t−¬ng øng víi mçi chÊt thµnh phÇn nhÊt ®Þnh. Nång ®é khèi cña chóng ®−îc 
x¸c ®Þnh theo tû sè diÖn tÝch cña mçi kho¶ng nhän víi diÖn tÝch cña tÊt c¶ s¾c 
phæ. 
6.10. Bé PH¢N TÝCH KHÝ KIÓU KHèI PHæ 
C¸c bé ph©n tÝch khÝ tuy cã nhiÒu lo¹i song xÐt vÒ mÆt ph©n tÝch c¸c chÊt cã 
thµnh phÇn phøc t¹p vµ øng dông thuËn tiÖn th× c¸c bé ph©n tÝch khÝ kiÓu khèi 
phæ cã mét vÝ trÝ ®Æc biÖt quan träng. 
Nguyªn lý lµm viÖc cña bé ph©n tÝch lo¹i nµy lµ biÕn ph©n tö vËt chÊt cÇn ph©n 
tÝch thµnh i«n råi h×nh thµnh c¸c chïm i«n ch¹y qua tõ tr−êng hoÆc ®iÖn 
tr−êng, tïy theo khèi l−îng mµ c¸c i«n sÏ t¸ch riªng ra ®Ó tËp hîp thµnh khèi 
phæ ®Æc tr−ng cho mçi chÊt thµnh phÇn trong hçn hîp, nång ®é cña chÊt thµnh 
phÇn th× biÓu thÞ bëi c−êng ®é cña dßng i«n t−¬ng øng vµ tïy theo c¸ch chia 
t¸ch dßng i«n, cã thÓ chia dông cô ph©n tÝch kiÓu khèi phæ thµnh 2 lo¹i lín : 
„ Lo¹i tÜnh - dïng ®iÖn tr−êng hoÆc tõ tr−êng kh«ng ®æi hoÆc thay ®æi chËm. 
„ Lo¹i ®éng - qu¸ tr×nh diÔn ra phô thuéc thêi gian khi i«n bay trong kh«ng 
gian cña ®iÖn tr−êng cao tÇn hoÆc kh«ng gian kh«ng cã tõ tr−êng vµ ®iÖn 
tr−êng. Dông cô ®−îc dïng phæ biÕn h¬n c¶ lµ lo¹i t¸ch i«n theo khèi l−îng 
trong tõ tr−êng ®Òu ®i ngang. 
KhÝ ph©n tÝch ®−îc ®−a vµo nguån i«n hãa 1 g¾n ë ®Çu b×nh ch©n kh«ng 4. 
D−íi t¸c dông cña ®iÖn cùc Catèt 2, c¸c phÇn tö khÝ ®−îc i«n hãa vµ nhê cã hÖ 
thèng tËp trung 3 hÖ thèng nµy ®Æt ®iÖn ¸p t¨ng tèc U, c¸c phÇn tö i«n hãa 
h−íng vµo tõ tr−êng ®ång nhÊt cña nam ch©m ®iÖn tõ 5 vÐc t¬ c¶m øng tõ B 
cña tõ tr−êng nµy h−íng vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng c¾t. 
2A.B.C.D
BA DC
D B
AB
DA
C
C
AC BD
1
4
3
 ÂO LÆÅÌNG NHIÃÛT — CHÆÅNG 6 - 135 - 
I«n cña c¸c chÊt thµnh phÇn kh¸c nhau cã ®iÖn tÝch gièng nhau nh−ng cã khèi 
l−îng kh¸c nhau (mi) d−íi t¸c dông cña tõ tr−êng chóng ®−îc ph©n chia thµnh 
nh÷ng chïm riªng lÎ theo khèi l−îng vµ cã quü ®¹o víi c¸c b¸n kÝnh kh¸c 
nhau biÓu diÔn theo ph−¬ng tr×nh : 
 ri = B
e
umi2
B»ng c¸ch thay ®æi tõ c¶m B hoÆc ®iÖn ¸p t¨ng tèc U c¸c chïm i«n cã khèi 
l−îng gièng nhau t−¬ng øng víi thµnh phÇn ®o cña hçn hîp ®−îc ®−a vµo bé 
thu i«n 6, dßng nµy ®−îc khuÕch ®¹i nhê bé khuÕch ®¹i 7 råi ®−a vµo thiÕt bÞ 
tù ghi 8./. 
8
1 2
3
4
5
6
7
GIAÏO TRÇNH ÂO LÆÅÌNG NHIÃÛT - 3 - 
MôC LôC Sè trang 
CH¦¥NG 1 : NH÷NG KH¸I NIÖM C¥ B¶N VÒ §O L¦êNG 
 1.1. §o l−êng vµ dông cô ®o l−êng 
 1.1.1. §Þnh nghÜa ®o l−êng 
 1.1.2. Ph©n lo¹i ®o l−êng 
 1.1.3. Dông cô ®o l−êng 
 1.2 . C¸c tham sè cña ®ång hå 
 1.2.1. Sai sè vµ cÊp chÝnh x¸c 
 1.2.2. BiÕn sai 
 1.2.3. §é nh¹y vµ h¹n kh«ng nh¹y 
 1.2.4. KiÓm ®Þnh ®ång hå 
 1.3. Sai sè ®o l−êng 
 1.3.1. C¸c lo¹i sai sè 
 1.3.2. TÝnh sai sè ngÉu nhiªn trong phÐp ®o trùc tiÕp 
 1.3.3. TÝnh sai sè ngÉu nhiªn trong phÐp ®o gi¸n tiÕp 
CH¦¥NG 2 : §O NHIÖT §é 
 2.1. Nh÷ng vÊn ®Ò chung 
 2.1.1. Kh¸i niÖm vÒ nhiÖt ®é 
 2.1.2. §¬n vÞ vµ th−íc ®o nhiÖt ®é 
 2.1.3. C¸c ph−¬ng ph¸p ®o nhiÖt ®é 
 2.2. NhiÖt kÕ d·n në 
 2.2.1. NhiÖt kÕ d·n në chÊt r¾n 
 2.2.2. NhiÖt kÕ d·n në chÊt láng 
 2.2.3. NhiÖt kÕ kiÓu ¸p kÕ 
 2.3. NhiÖt kÕ nhiÖt ®iÖn 
 2.3.1. Nguyªn lý ®o nhiÖt ®é cña cÆp nhiÖt 
 2.3.2. VËt liÖu vµ cÊu t¹o cña cÆp nhiÖt 
 2.3.3. Bï nhiÖt ®é ®Çu l¹nh cña cÆp nhiÖt 
 2.3.4. C¸c c¸ch nèi cÆp nhiÖt vµ kh¾c ®é 
 2.3.5. §o suÊt nhiÖt ®iÖn ®éng cña cÆp nhiÖt 
 2.4. NhiÖt kÕ ®iÖn trë 
 2.4.1. Nguyªn lý ®o nhiÖt ®é b»ng nhiÖt kÕ ®iÖn trë 
 2.4.2. CÊu t¹o nhiÖt kÕ ®iÖn trë 
7 
7 
10 
12 
 21 
21 
26 
32 
46 
GIAÏO TRÇNH ÂO LÆÅÌNG NHIÃÛT - 4 - 
 2.4.3. C¸c c¸ch ®o ®iÖn trë Rt 
 2.5. Sai sè ®o nhiÖt ®é theo ph−¬ng ph¸p tiÕp xóc 
 2.5.1. §o nhiÖt ®é dßng ch¶y trong èng 
 2.5.2. §o nhiÖt ®é khi gÇn èng ®o cã v¸ch l¹nh 
 2.5.3. §o nhiÖt ®é v¸ch - bÒ mÆt 
 2.5.4 Mét sè tr−êng hîp kh¸c 
 2.6. §o nhiÖt ®é b»ng ph−¬ng ph¸p gi¸n tiÕp 
 2.6.1. Nguyªn lý 
 2.6.2. Nh÷ng ®Þnh luËt c¬ së vÒ bøc x¹ nhiÖt 
 2.6.3. Háa kÕ quang häc 
 2.6.4. Háa kÕ quang ®iÖn 
 2.6.5. Háa kÕ bøc x¹ toµn phÇn 
CH¦¥NG 3 : §O ¸P SUÊT Vµ CH¢N KH¤NG 
 3.1. §Þnh nghÜa vµ thang ®o 
 3.1.1. §Þnh nghÜa 
 3.1.2. Thang ®o 
 3.2. ¸p kÕ chÊt láng 
 3.2.1. C¸c lo¹i dïng trong phßng thÝ nghiÖm 
 3.2.2. C¸c lo¹i dïng trong c«ng nghiÖp 
 3.3. Mét sè lo¹i ¸p kÕ ®Æc biÖt 
 3.4. C¸c c¸ch truyÒn tÝn hiÖu ®i xa 
 3.6.1. HÖ thèng ®iÖn dïng biÕn trë 
 3.6.2. HÖ thèng truyÒn xa kiÓu c¶m øng 
 3.6.3. M¸y biÕn ¸p sai ®éng 
 3.6.4. Bé chuyÓn ®æi s¾t ®éng 
 3.6.6. Bé chuyÓn ®æi dïng khÝ nÐn 
CH¦¥NG 4 : §O L¦U L¦îNG M¤I CHÊT 
 4.1. §Þnh nghÜa vµ ®¬n vÞ l−u l−îng 
 4.1.1. §Þnh nghÜa 
 4.1.2. §¬n vÞ l−u l−îng 
 4.2. §o l−u l−îng theo l−u tèc 
 4.2.1. Nguyªn lý 
 4.2.2. èng pit« 
 4.2.3. §ång hå ®o vËn tèc 
53 
58 
67 
67 
69 
71 
73 
81 
81 
81 
GIAÏO TRÇNH ÂO LÆÅÌNG NHIÃÛT - 5 - 
 4.3. §o l−u l−îng theo ph−¬ng ph¸p dung tÝch 
 4.3.1. Nguyªn lý 
 4.3.2. L−u l−îng kÕ kiÓu b¸nh r¨ng 
 4.3.3. Thïng ®ong vµ phÔu lËt 
 4.4. §o l−u l−îng theo ph−¬ng ph¸p tiÕt l−u 
 4.4.1. ThiÕt bÞ tiÕt l−u quy chuÈn 
 4.4.2. ThiÕt bÞ tiÕt l−u ngo¹i quy chuÈn 
 4.4.3. L−− l−îng kÕ kiÓu hiÖu ¸p kÕ 
 4.4.4. Bé tÝch ph©n 
 4.4.5. Chia ®é vµ kiÓm tra th−íc chia ®é cña l−u l−îng kÕ 
 kiÓu hiÖu ¸p kÕ 
 4.4.6. L¾p ®Æt hiÖu ¸p kÕ vµ ®−êng dÉn tÝn hiÖu ¸p suÊt 
 4.5. L−u l−îng kÕ cã gi¸ng ¸p kh«ng ®æi 
 4.5.1. R«tamÐt 
 4.5.2. L−u l−îng kÕ kiÓu Piston 
 4.6. Mét vµi l−u l−îng kÕ ®Æc biÖt 
 4.6.1. L−u l−îng kÕ kiÓu nhiÖt ®iÖn 
 4.6.2. L−u l−îng kÕ kiÓu ®iÖn tõ 
 4.6.3. L−u l−în kÕ siªu ©m 
 4.6.4. L−u l−îng kÕ dïng ®ång hå phãng x¹ 
CH¦¥NG 5 : §O MøC CAO CñA M¤I CHÊT 
 5.1. §o møc cao m«i chÊt b»ng ph−¬ng ph¸p tiÕp xóc 
 5.1.1. Ph−¬ng ph¸p c¬ khÝ 
 5.1.2. Ph−¬ng ph¸p ®o møc kiÓu thñy tinh 
 5.1.3. Ph−¬ng ph¸p ®o møc dïng ¸p kÕ 
 5.1.4. Ph−¬ng ph¸p ®o møc dïng khÝ nÐn 
 5.1.5. Dông cô ®o møc cao cña chÊt r¾n 
 5.2. §o møc cao m«i chÊt b»nag ph−¬nag ph¸p gi¸n tiÕp 
 5.2.1. Ph−¬nag ph¸p dïng chÊt phãng x¹ 
 5.2.2. Ph−¬ng ph¸p dïng sãng siªu ©m 
CH¦¥NG 6 : ph©n tÝch c¸c chÊt thµnh phÇn trong hæn hîp 
 6.1. Môc ®Ých vµ néi dung 
 6.2. Nguyªn lý ph©n tÝch thµnh phÇn hçn hîp 
 6.3. Bé ph©n tÝch kiÓu c¬ khÝ 
89 
92 
106 
108 
109 
111 
117 
117 
119 
120 
122 
GIAÏO TRÇNH ÂO LÆÅÌNG NHIÃÛT - 6 - 
 6.4. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu nhiÖt 
6.4.1. C¸c bé ph©n tÝch khÝ kiÓu dÉn nhiÖt 
6.4.2. C¸c bé ph©n tÝch khÝ kiÓu nhiÖt hãa häc 
 6.5. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu ®iÖn 
6.5.1. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu Ion hãa 
6.5.2. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu ®iÖn hãa 
 6.6. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu tõ 
 6.7. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu quang häc 
6.7.1. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu giao thoa kÕ 
6.7.2. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu quang ©m 
6.7.3. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu hÊp thô tia tö ngo¹i 
6.7.4. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu quang phæ 
 6.8. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu so mµu s¾c 
 6.9. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu s¾c ký 
 6.10. Bé ph©n tÝch khÝ kiÓu khèi phæ 
 tµI liÖu tham kh¶o 
122 
126 
128 
128 
132 
133 
134 
136 
 ÂO LÆÅÌNG NHIÃÛT - 136 - 
Tµi liÖu tham kh¶o 
1- C¬ së kü thuËt ®o l−êng, NXB §¹i häc b¸ch khoa Hµ néi, 1995 
 2- Kü thuËt ®o l−êng c¸c ®¹i l−îng vËt lý, tËp 1, 2 - Ph¹m th−îng Hµn, NguyÔn träng 
QuÕ , NguyÔn v¨n Hßa, NXB Gi¸o dôc, 1996 
 3- §o l−êng vµ ®iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh - Ng« DiÔn TËp, NXB Khoa häc kü thuËt, 
1996 
 4- Fundamentals of Temperature, Pressure, and Flow Measurements (Third Edition) - 
Robert P. Benedict, A Wiley- Interscience Publication John Wiley & Sons