磁氧与激光氧分析仪：ADEV技术下的原理揭秘与性能较量
在气体分析领域，ADEV磁氧分析仪与激光氧分析仪以其独特的工作原理和各自的优势，成为了工业测量中的两大重要工具。以下，我们将对这两种分析仪的原理进行深度剖析，并对它们的性能进行对比。
一、ADEV磁氧分析仪的工作原理磁氧与激光氧分析仪：ADEV技术下的原理揭秘与性能较量
ADEV磁氧分析仪的核心在于其磁氧传感器，该传感器巧妙地利用了氧气具有顺磁性的物理特性，能够将其从众多气体中有效区分开来。在传感器的气室内，两个充满氮气的玻璃球（形象地被称为“哑铃”）被巧妙地安装在两个磁极之间，并固定在一个可转动的同轴支架上。当被测气体中的氧气被吸入磁场时，会受到磁场的作用力，从而对支架产生一个力矩。这个力矩的大小与氧气含量之间呈现出一种线性关系。
为了准确测量氧气含量，传感器采用了“非平衡”测量系统。首先，通过通入氮气来设定支架的零位。支架中间的镜子能够将光源反射到光电传感器上，从而读出支架的偏转位移。当氧气进入传感器时，会对支架产生扭矩，导致支架发生偏转。此时，光电传感器会将信号反馈到线圈中，产生一个反馈电流。这个反馈电流在线圈的作用下，会对支架产生一个恢复原来平衡的扭矩。反馈电流的大小与被测气体的体积磁化率成正比，因此，通过计算反馈电流的大小，就可以得出氧气分压的比例关系，从而准确测量出氧气含量。磁氧与激光氧分析仪：ADEV技术下的原理揭秘与性能较量
此外，这个电磁反馈系统还使得支架更加稳固，因为增加了固有频率，支架能够快速从震动中恢复平稳，进一步提高了测量的准确性。
二、ADEV激光氧分析仪的测量原理
与磁氧分析仪不同，ADEV激光氧分析仪采用了先进的TDLAS技术（可调谐二极管激光吸收光谱技术），这是一种高分辨率的光谱吸收技术，被誉为当今市场上的**技术之一。
激光测氧的原理基于朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律，通过测量激光束在样气中的衰减来得出氧气含量。激光器的波长被调整到特定值，以感应激光中的氧气。因此，测量到的衰减量仅针对通过光束的氧气含量的衰减。为了降低激光噪声对测量的影响，采用了调制光谱技术，通过高频调制来显著降低激光器的1/f噪声。同时，通过给相敏探测器（PSD）设置较大的时间常数，可以获得很窄带宽的带通滤波器，从而有效压缩噪声带宽，提高检测灵敏度。
三、激光氧分析仪与磁氧分析仪的优缺点对比
3.1 磁氧分析仪的优缺点
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优点：磁氧分析仪不受被测气体导热性变化和密度变化的影响，具有较高的测量精度、低误差和高灵敏度。同时，其测量稳定性强，能够在较长时间内保持准确的测量结果。磁氧与激光氧分析仪：ADEV技术下的原理揭秘与性能较量
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缺点：然而，磁氧分析仪也存在一些局限性。例如，如果样气中存在强逆磁性气体组份，会引起较大的测量误差。此外，磁氧分析仪对样气压力和温度变化敏感，需要在测量时稳定样气的压力和温度。同时，磁氧分析仪对震动和电磁干扰也较为敏感，需要采取相应的防振避震和电磁屏蔽措施。
3.2 激光氧分析仪的优缺点
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优点：激光氧分析仪则不受背景气体的影响，更加耐受粉尘与视窗污染的影响。它能够自动修正压力、温度对测量的影响，适合于恶劣工业环境应用。激光氧分析仪的测量精度高、响应速度快（*快1秒即可出数据），可靠性高。
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缺点：尽管激光氧分析仪具有诸多优点，但在强粉尘工况下，其透光率会受到较大影响，导致测量效果变差。因此，在强粉尘环境下使用时，需要设置吹扫单元对发射和接收单元的光学视窗进行吹扫。
3.3 安装与预处理要求
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安装方式：磁氧分析仪没有原位安装方式，只能采用现场支架安装或安装在分析柜、分析小屋内。而激光氧分析仪则既可以原位安装，也可以采用现场支架安装或安装在分析柜、分析小屋内。磁氧与激光氧分析仪：ADEV技术下的原理揭秘与性能较量
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预处理要求：磁氧分析仪对预处理要求较高，尤其是样气压力和流量方面。而激光氧分析仪则采用光学原理进行测量，响应速度极快，对预处理要求较低。它耐腐蚀、抗干扰性强，对样气压力和流量要求一般。
四、总结
综上所述，激光氧分析仪与磁氧分析仪各有其独特的优势和局限性。激光氧分析仪以其高精度、快速响应和原位安装等优势，在工业测量中占据了一席之地。然而，在强粉尘工况下，激光氧分析仪的测量效果可能会受到影响。此时，磁氧分析仪则因其对粉尘的耐受性较高而更具优势。因此，在选择气体分析仪时，需要根据具体的工况和测量需求进行综合考虑和选型。
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