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怎樣選擇適合工藝要求的在線氧含量分析儀

文章出處：南京艾伊科技有限公司人氣：-發(fā)表時間：2019-06-19 16:02:00

在線氧氣分析儀是一種工業(yè)常見的在線分析儀表，它廣泛應(yīng)用于加熱爐、離心機、反應(yīng)釜、管道等場合中混合氣體內(nèi)氧氣濃度的檢測。對于氧氣在線分析，原理各異且針對性強，因此應(yīng)根據(jù)不同使用場合、工藝狀況選擇合適的儀表。

下面艾伊科技就簡要介紹市面上常見的氧氣分析儀原理及各自特點。

一、順磁氧分析儀

任何物質(zhì)在外界磁場的作用下都會被磁化，呈現(xiàn)出一定的磁特性。物質(zhì)在外磁場中被磁化，其本身會產(chǎn)生一個附加磁場，附加磁場與外磁場方向相同，該物質(zhì)被吸引，表現(xiàn)為順磁性；方向相反，該物質(zhì)被排斥，表現(xiàn)為逆磁性。根據(jù)氣體的不同也分別表現(xiàn)出順磁性或逆磁性。

上圖可以看出，氧氣的體積磁化率比一般氣體高得多，順磁氧分析儀是根據(jù)在氧氣磁場中具有極高的順磁特性的原理而進(jìn)行測量的，測量方式有熱磁、磁力機械和磁壓式三種。下面以常見的磁力機械式進(jìn)行介紹。

順磁組件置高于環(huán)境溫度的儀表恒溫腔體內(nèi)，檢測器中有一對充滿氮氣的空心玻璃測試體（經(jīng)常稱為啞鈴），懸掛在不均勻磁場中的一根鉑鎳合金絲帶上 , 由于 “磁懸浮” 效應(yīng)，測試體的兩個球受到偏轉(zhuǎn)力，產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩，這個偏心力矩和包圍測試體的氣體的體積磁化率成正比。即和被測氣體中氧氣的含量成正比。

順磁.jpg

優(yōu)點

常用于高濃度、常量氧氣分析

對氧的順磁性直接測量，在測量中不受被測氣體導(dǎo)熱性變
化、密度變化等影響

在0~100%O2范圍內(nèi)線性刻度、測量精度較高，測量誤差
可低至±0.1%O2

測量過程中不消耗被測氣體?

缺點

價格相對較貴

對樣氣要求高，不能有水、粉塵等雜質(zhì)進(jìn)入分析儀

平時預(yù)處理的維護(hù)占主要工作

樣氣中含有一氧化氮（NO）等高磁化率氣體時不適合使用

二、電化學(xué)氧分析儀

電化學(xué)式氧分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)行測量的。它的傳感器是一個電解池，外加的直流電加在電解池的陰、陽極之間，電解池內(nèi)充以電解液，樣品氣通過擴散板或半透膜到達(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。

優(yōu)點

常用于微量氧和常量氧分析，微量氧分析是其重
要應(yīng)用領(lǐng)域，檢測下限可達(dá)ppm級
成本相對低廉，對于要求不高的場所比較適合

缺點

傳感器工作場所溫度范圍窄、壓力不能高，一旦
高濃度沖擊傳感器容易損壞
由于電解液一直在消耗，壽命相對較短，一般1-2年
儀表穩(wěn)定性較差，漂移偏大

三、氧化鋯氧分析儀

氧化鋯分析儀的檢測原理是氧濃差電池。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。當(dāng)固定了參比電極側(cè)的氧濃度（通常以空氣作參比氣），則濃差電勢只隨測量側(cè)氧濃度的變化而變化。

優(yōu)點

檢測器耐適應(yīng)性較強，耐一定的腐蝕和粉塵水，
技術(shù)成熟，價格便宜，不需要繁瑣的預(yù)處理，
直接測量，測量穩(wěn)定
分析的范圍較寬，可以從PPM級到%，常用于
煙氣、加熱爐中氧氣分析

缺點

雖然氧化鋯分析儀分析的范圍較寬，但精度等級都
不太高

工藝樣氣溫度猝然變冷或含有水蒸氣時鋯管容易炸裂
過程壓力在常壓附近測量，氣體流速不能過高
在高溫下若被測氣體中含有H2、CO等還原性氣體時，
會發(fā)生還原反應(yīng)消耗O2 導(dǎo)致儀表測量值較實際偏低，
這一現(xiàn)象在微量氧含量檢測時尤為明顯
分析氧的純度越高，檢測元件鋯管的使用壽命越短，也
較容易損壞