ADEV氧含量测量方法--离子流氧分析仪
摘要：本文介绍了一种先进的离子流测氧仪，通过对其原理、特点等的叙述，说明了其与传统氧含量测量方法的优势和适用范围。
关键词：离子流、测氧仪、铜氨溶液、燃料电池、顺磁法、氧化锆、激光法
在很多工业生产过程中，氧含量都是一个非常重要的指标，影响着工业生产的产能、速度、效率及**等。因此，如何更加快速方便、准确可靠地对氧含量进行测量就显得十分重要。离子流法就是基于这一需求所研发的新型氧含量测量方法，与传统的氧含量测量方法相比，在响应速度、稳定性、仪器价格以及传感器使用寿命等方面均有不小的优势，尤其适用于高含量氧气分析。ADEV氧含量测量方法--离子流氧分析仪
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传统的氧含量测量方法：
传统的氧含量测量方法包括铜氨溶液吸收法、燃料电池法、顺磁法、氧化锆浓差电位法以及激光法等。下面将简要介绍这些方法的原理及优缺点。
1.1 铜氨溶液吸收法
铜氨溶液吸收法是将卷成螺旋状的铜丝投入由氯化铵饱和溶液与氨水以1:1比例配制的溶液中所制成的。当将含有氧气的气体样品通入装有铜氨溶液的吸收瓶时，在有氨气存在的情况下，铜被样品中的氧气氧化，生成氧化铜(CuO)和氧化亚铜(Cu2O)。根据气体体积的减少量即可得到气体中的氧含量(体积百分比浓度)。此方法是经典的氧含量测量方法，常用于仲裁，且成本较低。但其缺点包括需要配制溶液、绕制铜丝，较为繁琐；整个测量过程均需手工操作，不适用于在线式连续分析；当被测气体中含有其它氧化性气体时会对测量结果产生干扰等。且由于整套吸收装置均为玻璃器皿，较易损坏。
1.2 燃料电池法ADEV氧含量测量方法--离子流氧分析仪
燃料电池法通常由惰性金属电极(阴极)+铅(或石墨)电极(阳极)+电解质(分为酸性和碱性两种)组成。阴极与阳极各连接一块金属片作为电极引线，电解质通过阴极上的众多圆孔外溢在阴极表面形成一层电解质薄层，电解质薄层的上面覆盖一张可以渗透气体的聚四氟乙烯(PTFE)膜，气体样品经过渗透膜进入阴极，其中的氧与电解质发生反应。所产生的OH-离子在电场作用下迁移至阳极，在阳极失去电子生成水。通过测量燃料电池中所产生的电流强度即可得到气体样品中的氧含量。此方法的优点是燃料电池结构简单、体积小巧、响应速度较快，且价格较为便宜。但燃料电池为消耗型检测器，寿命决定于流经传感器的氧累积总量。此外，当使用电解质为碱性的燃料电池时不适用于酸性气体中的氧含量分析，而当电解质为酸性时则不适用于碱性气体的测量。
1.3 顺磁法(以磁力机械式为例)ADEV氧含量测量方法--离子流氧分析仪
顺磁法测量氧含量是基于氧气是顺磁性物质其体积磁化率在20℃时可达到k=1062×10-6(C.G.S.M)的特性其它气体的体积磁化率与氧气相比(NO除外)要小得多因此利用顺磁法分析氧含量一直是zui为有效的方法之一。磁力机械式氧分析仪是顺磁法分析氧含量的代表性仪器之一。其氧传感器是一对充满氮气的石英玻璃哑铃球哑铃球上缠有铂丝形成电反馈回路哑铃球悬挂在磁场中正中装有一个小反射镜。仪器内置的光源发射光束经反射镜反射后被光敏组件制成的光检测器接收。当哑铃球周围存在氧气分子时在磁场作用下氧气分子发生迁移推动哑铃球体发生偏转氧浓度越高偏转角度越大这一偏转将带动反射镜使射向光检测器的光路也发生偏转。光检测器将会测出这一偏转并产生电信号经由放大器放大后经回馈电路形成回路在磁场作用下推动哑铃回复主平衡位置此回路中电流值与氧含量成正比。通过测量该电流值即可得到样品中的氧含量。顺磁法测量氧含量的优点是测量基本不受气体样品中非待测组分的影响(除NO、Xe外)可用于氧含量较高的气体样品的测量且响应速度较快稳定性好。但此方法也有其缺陷包括对气体样品的预处理以及测量环境等要求较高样品中的压力、粉尘、焦油、水汽等都会对测量结果产生影响甚至损坏传感器此外还需保证仪器水平放置避免振动避免强磁场仪器周围不能有较大功率用的电器设备存在。
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