顺磁氧分析仪(磁压力式)
图片
测量原理:根据被测气体在磁场作用下压力的变化量来测量氧含量的仪器叫做磁压力式氧分析仪,被测气体进入磁场后,在磁场作用下气体的压力将发生变化,致使气体在磁场内和无磁场空间存在着压力差:△P=1/2u0H2k
•△P:压差
• u0:真空磁导率
• H:磁场强度
• k:体积磁化率
参比气(N2, O2 或者是空气)从两个参比通道进入测量池。其中一路在磁场区域内与样气相遇,另一路不经过磁场区域直接与样气相遇。氧浓度不同的两种气体在交变磁场的作用下产生与氧浓度差成正比的气流。微流量传感器测得该气流并将它转变为一个电信号。
优点:
•背景气对氧测量的影响较小
•测量元件采用微流量元件,耗气量少
•微流量检测器灵敏度高
•稳定性、抗干扰能力强
•被测气体不直接接触检测器,因此可以用于腐蚀性气体的检测
缺点:对震动敏感,磁氧分析仪安装位置需采取防振避震措施
顺磁氧分析仪(磁机械式)
图片
基本原理:两个充有氮气的玻璃球(俗称哑铃)安装在传感器封闭气室的两个磁极之间,它们固定在一个可旋转的同轴支架上。哑铃的中轴上有一个反射镜,将光源发出的光束反射到光电传感器上。待测气体中的氧气会被吸入磁场,磁场会对球产生作用力使哑铃球旋转,反射镜的角度发生变化使光电传感器接收到的光强发生变化。为了使光电传感器接收到的强光信号,控制系统通过电流驱动哑铃球的电磁线圈,使哑铃球恢复到原来的位置。驱动电流与氧浓度成正比,从而反映氧浓度。
优点:
•它是对氧的顺磁性直接测量的分析仪,不受被测气体导热性变化、密度变化等影响。
•在0…O2范围内线性刻度、测量精度较高,测量误差可低至±0.1%O2。
•灵敏度高,除了用于常量的测量以外,还可用于微量氧(O2‰)的测量。
缺点:
•对震动敏感,磁氧分析仪安装位置需采取防振避震措施
•对电磁干扰敏感,分析单元要避开电磁干扰。
电化学氧分析仪
图片
基本原理:电化学式氧分析仪是基于氧气和传感器阴极之间的电化学反应来进行测量的。它的传感器是一个电解池,外加的直流电加在电解池的阴、阳极之间,电解池内充以电解液,样品气通过扩散板或半透膜到达阴极,并在阴极产生电解反应而被还原,产生相应的电流,电流的大小与样品气体中氧气的浓度成正比关系。
优缺点:
原电池式:可测量ppm级氧含量,价格较低,液体燃料电池式主要用于微量氧测量,碱性液体燃料电池可用于一般气体,这种类型灵敏度高,不受样气压力和温度影响,但燃料电池为消耗品,使用寿命氧浓度而定,一般半年到一年更换一次。
电解池式:可测量ppb级氧含量,灵敏度高,不受样气压力和温度影响,但易受流量波动影响,影响测量值的准确性,因为电解池是碱性的,不能用于测量酸性气体,而且电解池为非消耗品,使用寿命长,但需要定期补充电解液。