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氧氣分析儀的測量原理有哪些

更新時間:2025-10-29      瀏覽次數:49
氧氣分析儀的測量原理主要有電化學法、磁氧法、氧化鋯法三大類,此外還有激光法等小眾類型,不同原理的核心差異在于 “如何將氧氣濃度轉化為可測量的信號",適配不同的應用場景。

1. 電化學原理(zui常用的便攜式 / 微量測量方案)

這是目前中小型、便攜式分析儀最主流的原理,核心是通過化學反應將氧氣濃度轉化為電流信號。
  • 工作方式:傳感器內部有電極和電解質,氧氣進入后與電極發生氧化還原反應,產生與氧氣濃度成正比的電流,儀器通過檢測電流大小計算濃度。

  • 核心優勢:精度高(可測 ppm 級微量氧)、響應速度快(幾秒內)、體積小、成本較低,適合便攜或小型固定式設備。

  • 適用場景:醫療設備(如呼吸機氧濃度監測)、實驗室微量氧分析、食品包裝殘氧檢測。

  • 注意事項:傳感器有壽命(通常 1-3 年),需定期更換;易受溫度、濕度影響,不適合高溫或強腐蝕性環境。

2. 磁氧原理(常量氧 / 高穩定性shou選)

基于氧氣的 “強順磁性" 特性設計,適合測量空氣中的常量氧(如 20.9%)或高濃度氧,穩定性ji強。
  • 工作方式:氧氣會被強磁場吸引,儀器內的測量室通入氣體后,磁場會對氧氣產生作用力,導致測量室內部壓力或位移變化,通過檢測這種變化推算氧氣濃度。

  • 核心優勢:壽命長(5-10 年)、抗干擾能力強(不受其他氣體影響)、無需頻繁更換傳感器,適合長期連續監測。

  • 適用場景:工業燃燒效率監測(如鍋爐煙道氣)、空氣分離設備(制氧機)、環保廢氣常量氧分析。

  • 注意事項:體積較大(多為臺式或固定式),不適合微量氧測量(通常量程≥0.1% VOL);對振動敏感,需固定安裝。

3. 氧化鋯原理(高溫環境專屬方案)

利用氧化鋯陶瓷的 “離子導電特性" 工作,專門適配高溫場景,無需額外降溫裝置。
  • 工作方式:氧化鋯陶瓷在 600-1400℃高溫下,兩側若存在氧濃度差,會產生與濃度差相關的電勢(氧濃差電勢),儀器通過檢測電勢值計算氧氣濃度。

  • 核心優勢:耐高溫(直接測高溫氣體)、響應快、結構簡單,適合惡劣工業環境。

  • 適用場景:高溫煙道氣監測(如電廠鍋爐、冶金熔爐)、汽車尾氣氧含量分析、工業窯爐燃燒控制。

  • 注意事項:必須在高溫下工作(常溫下無法使用),需配套加熱裝置;精度中等(通常 ±1%),不適合高精度要求場景。

4. 其他小眾原理(特定場景適配)

除上述三類外,還有兩種原理用于特殊需求:
  • 激光原理:通過特定波長的激光被氧氣吸收的程度計算濃度,精度ji高(±0.01%)、抗干擾強,但成本昂貴,主要用于實驗室超高精度分析或特種工業場景。

  • 半導體原理:利用半導體材料接觸氧氣后電阻變化檢測濃度,成本極低,但精度差(±5% 以上)、穩定性弱,僅用于低端粗略監測(如家庭空氣氧含量大致判斷)。


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