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怎样选择适合工艺要求的在线氧含量分析仪

文章出处:南京艾伊科技有限公司 人气:-发表时间:2019-06-19 16:02:00

在线氧气分析仪是一种工业常见的在线分析仪表,它广泛应用于加热炉、离心机、反应釜、管道等场合中混合气体内氧气浓度的检测。对于氧气在线分析,原理各异且针对性强,因此应根据不同使用场合、工艺状况选择合适的仪表。

下面艾伊科技就简要介绍市面上常见的氧气分析仪原理及各自特点。


一、顺磁氧分析仪


任何物质在外界磁场的作用下都会被磁化,呈现出一定的磁特性。物质在外磁场中被磁化,其本身会产生一个附加磁场,附加磁场与外磁场方向相同,该物质被吸引,表现为顺磁性;方向相反,该物质被排斥,表现为逆磁性。根据气体的不同也分别表现出顺磁性或逆磁性。

上图可以看出,氧气的体积磁化率比一般气体高得多,顺磁氧分析仪是根据在氧气磁场中具有极高的顺磁特性的原理而进行测量的,测量方式有热磁、磁力机械和磁压式三种。下面以常见的磁力机械式进行介绍。

顺磁组件置高于环境温度的仪表恒温腔体内,检测器中有一对充满氮气的空心玻璃测试体(经常称为哑铃),悬挂在不均匀磁场中的一根铂镍合金丝带上 , 由于 “磁悬浮” 效应,测试体的两个球受到偏转力,产生偏转力矩,这个偏心力矩和包围测试体的气体的体积磁化率成正比。即和被测气体中氧气的含量成正比。

顺磁.jpg

优点


  • 常用于高浓度、常量氧气分析


  • 对氧的顺磁性直接测量,在测量中不受被测气体导热性变

    化、密度变化等影响


  • 在0~100%O2范围内线性刻度、测量精度较高,测量误差

    可低至±0.1%O2


  • 测量过程中不消耗被测气体

缺点


  • 价格相对较贵


  • 对样气要求高,不能有水、粉尘等杂质进入分析仪


  • 平时预处理的维护占主要工作


  • 样气中含有一氧化氮(NO)等高磁化率气体时不适合使用


二、电化学氧分析仪


电化学式氧分仪是基于氧气和传感器阴极之间的电化学反应来进行测量的。它的传感器是一个电解池,外加的直流电加在电解池的阴、阳极之间,电解池内充以电解液,样品气通过扩散板或半透膜到达阴极,并在阴极产生电解反应而被还原,产生相应的电流,电流的大小与样品气体中氧气的浓度成正比关系。


AGA3000 (3).jpg

优点

  • 常用于微量氧和常量氧分析,微量氧分析是其重

    要应用领域,检测下限可达ppm级 

  • 成本相对低廉,对于要求不高的场所比较适合

缺点

  • 传感器工作场所温度范围窄、压力不能高,一旦

    高浓度冲击传感器容易损坏


  • 由于电解液一直在消耗,寿命相对较短,一般1-2


  • 仪表稳定性较差,漂移偏大


三、氧化锆氧分析仪


氧化锆分析仪的检测原理是氧浓差电池。在氧化锆材料中添加一定的添加剂后通过高温烧结,在一定的温度下成为氧离子的固体电解质,在元件的内外侧焙烧铂电极就成了氧化锆氧传感器。在一定温度下,内外两电极间产生随两侧氧浓度差变化的浓差电势。当固定了参比电极侧的氧浓度(通常以空气作参比气),则浓差电势只随测量侧氧浓度的变化而变化。

优点

  • 检测器耐适应性较强,耐一定的腐蚀和粉尘水,

    技术成熟,价便宜,不需要繁琐的预处理,

    直接测量,测量稳定


  • 分析的范围较宽,可以从PPM级到%,常用于

    烟气、加热炉中氧气分析


缺点

  • 虽然氧化锆分析仪分析的范围较宽,但精等级都

    不太高


  • 工艺样气温度猝然变冷或含有水蒸气时锆管容易炸裂


  • 过程压力在常压附近测量,气体流速不能过


  • 在高温下若被测气体中含有H2、CO等还原性体时,

    会发生还原反应消耗O2  导致仪表测量值较实际偏低,

    这一现象在微量氧含量检测尤为明显


  • 分析氧的纯度越高,检测元件锆管的使用寿命越短,也

    较容易损坏



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