在一个密闭的气室内,装有两对不均匀磁场的磁极,它们的磁场强度梯度正好相反。两个空心球(内充高纯洁净的氮气或氩气)置于两对磁场的间隙中,金属丝带固定在壳体上,这样,哑龄球只能以金属带为轴转动,而不能上下移动,在哑龄球与金属带交点处装有一平面反射镜。
被测样气由入口进入气室后,它就充满了气室。两个空心球被样品气包围,被测样品气的氧含量不同,其体积磁化率的K值也不同,球体所受到的作用力FM就不同。
在被测样气不含氧时,空心球处于磁场的中间位置,此时,平面反射镜将光源发出的光束均衡地反射在两光电元件上,两个光电元件接收的光能相等。一般两个光电采用差动方式连接,因此,光电组件输出为零,仪器终输出也为零。
当被测样气中有氧存在时,氧分子受磁场吸引,沿磁场强度梯度方向形成氧分压差,其大小随氧含量不同而异,该压力差驱动空心球移出磁场中心位置,于是,哑铃球偏转了一个角度,反射镜随之偏转,反射出的光束也随之偏移,这时,两个光电元件接收到的光能量出现差值,光电组件有毫伏电压信号输出。被测气体中氧含量越高,光电组件输出信号越大。该信号经反馈放大器放大作为仪器检测输出。
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