ADEV顺磁性氧分析仪工作原理进口磁力机械式氧分析仪技术参数
ADEV顺磁氧分析仪应用领域:
◆化工生产工艺◆高纯气体生产◆油气提炼
◆天然气处理及运输◆电子产品生产◆焊粉生产
◆半导体炉◆金属热处理和退火◆钢铁生产
◆金属冶炼◆医药包装◆船舶氮气密封
◆燃烧分析◆食品包装◆空气分离
顺磁性氧分析仪
顺磁氧分析仪是一种测量气体中氧含量的分析仪器，它是基于氧气的体积磁化率远高于普通气体的原理，在磁场中具有极高的顺磁特性。
顺磁性氧分析仪又称磁效应氧分析仪或磁氧分析仪，俗称磁氧分析仪。一般分为磁力式、磁压式、氧热磁对流分析仪三种。
任何物质，在外部磁场的作用下，都会被磁化，表现出一定的磁性特征。当物质在外磁场中被磁化时，会产生一个附加磁场，与外磁场同向，物质被吸引，呈现顺磁性；相反，物质被排斥，表现出抗磁性。气体在磁场中会被磁化，根据气体的不同会表现出顺磁性或抗磁性。例如，O2、NO和NO2是顺磁性气体，而H2、N2、CO2和CH4是抗磁性气体。体积磁化率——任何物质，在外部磁场的作用下，都会被磁化。不同的物质被磁化的程度不同，可以用磁化强度m来表示:
M=kH
其中m-磁化强度；
H——外部磁场强度；
K——物质的体积磁化率；
k的物理意义是指单位体积的物质在单位磁场作用下的磁化强度。当磁化率为正(k > 0)时，它们被称为顺磁性物质，它们受到外部磁场的吸引。K < 0的称为抗磁性物质，受外磁场排斥；k值越大，吸引力和排斥力越大。常见气体的体积磁化率(0℃)
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气体名称
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化学符号
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体积磁化率
K×10-6（C.G.S.M.）
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氧
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O2
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+146
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一氧化碳
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NO
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+53
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空气
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--
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+30.8
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二氧化碳
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NO2
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+9
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氧化亚氮
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N2O
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+3
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乙烯
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C2H4
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+3
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乙炔
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C2H6
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+1
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甲烷
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CH4
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-1
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从上表可以看出，氧气是顺磁性物质，其体积磁化率远大于其他气体。顺磁氧分析仪:测量气体中氧含量的分析仪器，其原理是氧气的体积磁化率远高于普通气体，在磁场中具有极高的顺磁特性。ADEV顺磁性氧分析仪工作原理进口磁力机械式氧分析仪技术参数
磁力机械气体分析仪的工作原理
在一个封闭的气室中，安装了两对不均匀的磁极，它们的磁场强度梯度正好相反。将两个空心球(俗称哑铃)放在两对磁极之间的空隙中，用弹性金属带固定在外壳上，使哑铃只能绕金属带转动，不能上下移动。在哑铃和金属带的交叉处安装一个平面反射器。待测气体从入口进入气室后，充满气室。两个空心球被样气包围。当被测样气的氧含量不同时，其体积磁化率K值也不同，对球体的作用力也不同。如果两个空心哑铃球体积相同，体积磁化值相等，则两个球所受的力大小相等，方向相反。对于有中心支撑点的金属带，受力偶作用，促使哑铃以金属带为轴偏转。哑铃做角位移时，金属带会产生一个复位力矩来抵抗哑铃偏转，与旋转力矩平衡。被测样气中的氧含量不同，旋转扭矩和恢复扭矩的平衡位置也不同。
机械式氧分析仪测量部分示意图
哑铃球偏转角的测量大多是通过下图所示的光电系统来完成的。光源发出的光投射到平面镜上，平面镜再将光束反射到两个光电元件上(如硅光电池和硒光电池)。当待测样气不含氧气时，空心球处于磁场中间。此时，平面镜将光源发出的光束均匀地反射到两个光电元件上，两个光电元件接收到的光能相等。一般两个光电是差分连接的，所以光电组件输出为零，仪器*终输出也为零。
当待测样气中含有氧气时，氧气分子被磁场吸引，沿磁场强度的梯度方向形成氧气分压差，其大小随氧气含量而变化。这种压力差驱使空心球移出磁场中心，于是哑铃球以一定角度偏转，反射镜随之偏转，反射光束也随之偏转。此时两个光电元件接收到的光能不同，光电元件有毫伏电压信号输出。被测气体中的氧含量越高，光电模块的输出信号越大。信号被反馈放大器放大，用作仪器的检测输出。
为了改善仪器的输出特性，在空心球上缠绕了一个金属线圈。金属线圈接收电路上输出电流的反馈，对哑铃产生额外的复位力矩，从而大大减小哑铃的偏转角度。ADEV顺磁性氧分析仪工作原理进口磁力机械式氧分析仪技术参数
磁性机械氧分析仪的主要特点及注意事项
1.主要特点:
与热磁分析仪相比，磁力氧分析仪具有以下特点:
①是直接测量氧的顺磁性的分析仪。在测量过程中，不受被测气体导热系数和密度变化的影响。
②在0…100%O2范围内，线性校准和测量精度高，测量误差可低至0.1%O2。
③灵敏度高，除常量测量外，还可用于微量氧(O2‰)的测量。
2.注意事项:
①磁性机械氧分析仪是基于磁化率的直接测量。氧气、氮气等一些强磁性气体会严重干扰测量，因此应去除这些干扰成分。此外，一些强抗磁性气体也会造成较大的测量误差。比如氙气，如果样品中含有较多这种气体，也应该* *或者对测量结果进行修正。
②氧气的体积磁化率是压力和温度的函数，样气压力和温度以及环境温度的变化都会影响测量结果。因此，必须稳定样气的压力，以满足仪器校准时的压力值。温度和整个检修零件应在设计温度范围内工作。一般来说，各种类型的磁力氧分析仪都配有温度控制系统，以保持检测部件在恒温下工作。
③无论是短时的剧烈振动还是轻微的持续振动，磁性材料的磁场强度都会减弱。因此，在这类仪器中，敏感部件如探测器通常安装在防振装置中。当然，仪器的安装位置也要避开振动源，采取适当的防振措施。此外，不允许任何电气线路穿过这些敏感部位，以防止电磁干扰和振动干扰。
磁性机械氧分析仪的维护
维护内容:
①更换光源；
②更换探测器；
③检查仪器的气密性。
④检查仪器的绝缘电阻；
⑤测量交流纹波电压；
⑥测试并计算反馈增益；
零点调整方法
一般分析仪是以电的形式调零，而磁力氧分析仪是以机械的方式调零，称为机械调零。其实质是保证气体样品不含氧气时，硅光电池对左右块的照射面积相等，仪器输出为零。因此，可以将测量池旋转到合适的位置进行固定，使反射的光束以合适的角度照射到光电池上，这可以称为粗调。另外，光电池的位置可以通过机械调节螺丝来改变，称为微调。
磁性压力氧气分析仪测量原理:
根据被测气体在磁场作用下的压力变化来测量氧含量的仪器称为磁压氧分析仪。被测气体进入磁场后，在磁场的作用下，气体的压力会发生变化，导致磁场中的气体与没有磁场的空间产生压力差:
请看下面的公式:
δP = 1/2u 0h 2k
δP……压差；
U0……...真空的渗透性；
H...磁场强度；
K...待测气体的体积磁化率；
从上式可以看出，压差△p也与磁场强度H的平方和被测气体的体积磁化率K之差成正比:
δP = 1/2u0h 2(公里-公里)
千米……...待测气体的体积磁化率；
韩国……...参考气体的体积磁化率；
由上式可知，在分析室结构和参考气体确定的情况下，U0、H和kr都是已知量，km和δp之间存在严格的线性关系，因此可以得出:
K m≈k1c1
K1……......被测混合气体中氧气的体积磁化率；
C1……...被测混合气体中氧气的体积分数；
将上述两个公式合并，得到以下公式:
δP = 1/2u0h 2(k1 C1-kr)
因此，被测气体氧气的体积分数c1与压差△ P成线性关系，这就是磁压力分析仪的测量原理。在磁压氧分析仪中，测量室内待测气体的压力变化被传递到磁场外的检测器，并转换成电信号。目前使用的检测器有两种:薄膜电容检测器和微流量检测器。为了便于信号检测和调制放大，用一定频率的通断电流反复激励电磁线圈产生交变磁场，使检测器测得的信号成为交变波信号。
磁压氧分析仪的工作原理 以西门子O6为例.
氧是顺磁性的。OXYMAT6氧气分析仪利用这一原理测量氧气浓度。在不均匀磁场中，氧分子由于其顺磁性会向磁场增强的方向移动。当两种氧浓度不同的气体在同一个磁场中相遇时，它们之间会产生压力差。
样气通过5进入测量室6。参考气体通过入口1和两个参考气体通道3(左侧3和右侧3)进入测量室。在微流量传感器中，有两个加热到120℃的镍栅电阻，两个辅助电阻组成惠斯通电桥。变化的气流使镍栅的电阻发生变化，使电桥偏移。
参考气体可以通过镍栅，所以左右参考气体通道是连通的。测量前，两个参考气体压力相等，△p = 0，因此测量电桥没有信号输出。
当电磁铁8通电时，其周围形成磁场，样气中的氧分子被吸引并向磁场强的右侧移动，产生一定的空气阻力，推动参考气体向右3逆时针方向流动，经过微流量传感器4，产生输出信号。
当电磁铁8断电时，磁场消失，右3参比通道的空气阻力消失，气路打开，参比气体顺时针方向流动，反方向通过4流向测量室，输出信号恢复。
利用一定频率的通断电流，反复对电磁铁进行励磁和消磁，就可以在测量电桥中获得交流波信号。信号强度与样气中的氧含量成正比。
也可以这样理解:在交变磁场的影响下，样气A和样气B的压差也交替变化，微型传感器两侧的压差△p也随之变化。当参考气体反复流过传感器时，在测量电桥中产生交变波信号，信号强度与参考气体的压力变化成正比。这种压力变化与通道电阻成正比，通道电阻与磁场强度成正比，磁场强度与样气中的氧含量成正比。底线:△p与样气中的氧含量成正比。
微流量传感器位于参考气路中，不直接接触样气，所以样气的热传导、比热容和内耗不会影响测量结果。同时避免了样气的腐蚀，大大提高了传感器的耐腐蚀性能。
由于测量处可能存在振动，会造成测量误差(噪声)，仪器额外设置了振动传感器10，它没有气体循环，其信号可以用来补偿测量结果。
ADEV顺磁氧分析仪产品特点:
●带PID温度控制的顺磁性氧传感器
●纯度分析时，可配大气压力补偿模式。
●自动校准(可选)
●大型LED显示屏
●专门用于氧气测量
●线性好，精度高。
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