(1)熱磁式氧分析儀檢測(cè)原理。檢測(cè)器置于高于環(huán)境溫度的恒溫腔體內(nèi),檢測(cè)器處設(shè)有一恒定磁場(chǎng),當(dāng)要檢測(cè)的樣品氣體從檢測(cè)器的檢測(cè)室外流過時(shí),磁場(chǎng)將高磁化率的氧氣吸入檢測(cè)室內(nèi),進(jìn)行檢測(cè)。

檢測(cè)室內(nèi)的檢測(cè)元件一般為鉑絲,鉑絲上通有一恒定的加熱電流,氧氣進(jìn)入檢測(cè)室到鉑絲上被加熱,磁化率迅速變小,之后被新進(jìn)入的氧氣推出檢測(cè)室。樣品氣體中氧含量不同,進(jìn)入/排出檢測(cè)室鉑絲處的氧氣量不同,從鉑絲上帶走的熱量也不同,*終導(dǎo)致鉑絲上的電阻值變化,檢測(cè)鉑絲電阻體的阻值即可間接測(cè)量氣體中的氧含量。

(2)磁力機(jī)械式氧分析儀檢測(cè)原理。檢測(cè)器/磁鐵組件置高于環(huán)境溫度的儀表恒溫腔體內(nèi),檢測(cè)器中有一對(duì)充滿氮?dú)獾目招牟Ａy(cè)試體,懸掛在不均勻磁場(chǎng)中的一根鉑鎳合金絲帶上,由于“磁懸浮”效應(yīng),測(cè)試體的兩個(gè)球受到偏轉(zhuǎn)力,產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩,這個(gè)偏心力矩和包圍測(cè)試體的氣體的體積磁化率成正比。即和被測(cè)氣體中氧氣的含量成正比。這兩種類型的氧分析儀儀表基礎(chǔ)原理都是利用氧氣的順磁性,它們不適用于測(cè)量背景氣體中含有高磁化率氣體(如NO、NO2)的場(chǎng)合。但這類氧分析儀反應(yīng)速度快,穩(wěn)定性好,不消耗被測(cè)氣體。

2、電化學(xué)式氧分析儀

電化學(xué)式氧分析儀是基于氧氣和傳感器陰極之間的電化學(xué)反應(yīng)來進(jìn)行測(cè)量的。它的傳感器是一個(gè)電解池,外加的直流電加在電解池的陰、陽(yáng)極之間,電解池內(nèi)充以電解液,樣品氣通過擴(kuò)散板或半透膜到達(dá)陰極,并在陰極產(chǎn)生電解反應(yīng)而被還原,產(chǎn)生相應(yīng)的電流,電流的大小與樣品氣體中氧氣的濃度成正比關(guān)系。這類儀表的應(yīng)用范圍比較寬,根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,即可測(cè)量氣體中的氧含量,也可以測(cè)量溶液中溶解氧的氧含量。缺點(diǎn)是:氧分析儀傳感器工作場(chǎng)所溫度范圍窄、壓力不能高,傳感器壽命短等。另外由于電解液一直在消耗,儀表穩(wěn)定性較差,漂移偏大。

3、氧化鋯式氧分析儀

氧化鋯分析儀的檢測(cè)原理是氧濃差電池。在氧化鋯材料中添加一定的添加劑后通過高溫?zé)Y(jié),在一定的溫度下成為氧離子的固體電解質(zhì),在元件的內(nèi)外側(cè)焙燒鉑電極就成了氧化鋯氧傳感器。在一定溫度下,內(nèi)外兩電極間產(chǎn)生隨兩側(cè)氧濃度差變化的濃差電勢(shì)。當(dāng)固定了參比電極側(cè)的氧濃度(通常以空氣作參比氣,空氣中氧含量為20.95%),則濃差電勢(shì)只隨測(cè)量側(cè)氧濃度的變化而變化。氧化鋯式氧分析儀*大的優(yōu)點(diǎn)在于儀表工作穩(wěn)定、維護(hù)量小。缺點(diǎn)是工藝樣氣溫度猝然變冷、或含有水蒸氣時(shí)鋯管容易炸裂。此外氧分析儀,在高溫下若被測(cè)氣體中含有H2、CO等還原性氣體時(shí),會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)消耗O2,導(dǎo)致儀表測(cè)量值較實(shí)際偏低,這一現(xiàn)象在微量氧含量檢測(cè)時(shí)尤為明顯。

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淺談幾種氧分析儀的檢測(cè)原理