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微量氧分析仪工作原理

更新时间:2024-06-21

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微量氧分析仪的工作原理主要基于不同的分析方法和技术,以下是其工作原理的详细解释,按照清晰的分点表示和归纳:

1. 分析方法分类

微量氧分析仪的分析方法主要包括:

  • 比色法:利用铜氨溶液进行比色分析,但操作复杂,准确度难以保证,现已很少采用。

  • 化学电池法:利用氧化还原电池的原理进行微量氧分析,传感器是化学原电池,由阴极、阳极和电解液组成。

  • 浓差电池法(氧化锆电池法):利用氧化锆元件为检测器,构成测氧电池,通过测量两电极间的电位差来检测氧含量。

  • 气相色谱法:可以同时检测多种杂质,适用于复杂的气体分析。

2. 工作原理详解

化学电池法

  • 原理:利用氧化还原电池的原理,阴极上的氧气得到电子被还原,阳极上的金属铅失去电子被氧化。

  • 构成:传感器主要由阴极、阳极和电解液组成,这些部件密封于惰性的壳中。

  • 反应式:阴极反应式为O2+2H2O+4e-→4OH-,阳极反应式为Pb+2OH-→PbO+H2O+2e,总反应式为2Pb+O2→2PbO。

浓差电池法(氧化锆电池法)

  • 原理:利用氧化锆元件作为检测器的关键部件,构成测氧电池。在氧化锆管底的内外表面有两个铂电极,即参比电极和测量电极,它们之间因氧浓度不同而产生电位差。

  • 构成:包括氧化锆管、钼电极、电极引线、加热炉、标气管、热电偶等部件。

  • 优点:量程范围宽,可覆盖常量至微量的氧含量分析,使用方便,使用寿命长。

  • 缺点:还原性杂质对微量氧的分析有影响。

3. 技术特点

  • 数字处理技术:采用进口电化学氧气传感器,实现氧气浓度的连续自动在线分析。

  • 离子流传感器:利用氧化锆氧泵作用原理,在氧化锆基片两面制作电极,在高于300℃左右的工作温度下工作。

  • 抗干扰性:抗H2、CO、CO2和CH4等气体交叉干扰,抗弱腐蚀性,允许样气中含有适当浓度的弱腐蚀性气体(如硫化物)。

4. 应用领域

微量氧分析仪广泛应用于石油化工、空气分离、保护气氛炉工艺检测、气体生产制造检测、食品生产过程气体检测、惰性气体和碳氢化合物气体中的氧浓度检测等行业。

综上所述,微量氧分析仪通过不同的分析方法和技术来检测气体中的微量氧含量,具有高精度、高灵敏度和广泛的应用范围。

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