顺磁氧分析仪是基于氧气的顺磁性这一物理特性来工作的。在自然界中,大多数物质对外加磁场都有一定的磁感应,而氧气属于顺磁性气体,其磁化率较高。当氧气处于不均匀磁场中时,会受到磁场的吸引力,这种吸引力的大小与磁场强度、氧气浓度等因素有关。
(一)热磁式原理
热磁式顺磁氧分析仪是较为常见的一种类型。它主要由发送器和接收器两部分组成。发送器中有一个环形气室,气室周围绕有两组铂铑 -铂热电偶丝,一组用于加热,另一组用于测量温度。当被测气体中含有氧气时,由于氧气的顺磁性,在磁场的作用下,氧气会被吸引到磁场较强的区域,即靠近加热元件附近。这使得被加热区域的气体受热膨胀,气流发生变化,导致测量热电偶丝处的温度发生变化。而接收器中的测量元件(如另一个热电偶或电阻温度计)会感知到这种温度变化,并将其转换为电信号。通过测量这个电信号的变化,就可以确定被测气体中氧气的含量。因为氧气浓度越高,在磁场作用下引起的气流变化就越明显,相应的温度变化也越大,电信号的幅度也就越大。
(二)磁力机械式原理
磁力机械式顺磁氧分析仪则是利用氧气在磁场中受力产生压力差的原理。仪器中有一个重要的部件是哑铃球,它由非磁性材料制成,悬浮在被测气体中。当仪器处于磁场中时,氧气被磁场吸引,使得哑铃球两侧的气体压力不平衡。氧气浓度越高,这种压力差就越大。哑铃球会在压力差的作用下发生偏转,通过检测哑铃球的偏转角度或位移,就可以计算出被测气体中的氧气含量。这种偏转可以通过光学系统、电容式传感器或其他位移检测装置进行测量,并将位移信号转换为电信号输出,从而实现对氧气浓度的准确测量。
顺磁氧分析仪的使用注意事项:
-避免在恶劣温度、湿度或有强烈震动的环境下使用仪器。
-远离高频设备和强电场,防止电磁干扰。
-维持样气压力稳定,确保检测部件处于设计温度范围内工作。
-确保待测气体中没有其他干扰成分,尤其是腐蚀性气体和杂质气体。
-使用后及时关闭气源和仪器,避免长时间未使用造成传感器老化。
-佩戴相应的防护装备,如手套和护目镜。
-在处理高压气体时,遵循相关安全操作规程。
-不要触摸仪器的内部零部件或移动部件。
-定期清洁仪器,特别是进气口和传感器部分。
-定期检查并更换消耗材料,如过滤网等。
-长期不使用时,需用惰性气体保护传感器,并存放在干燥、阴凉处。
-对测得的数据进行合理分析,注意规律和变化趋势。
-若发现异常值,需进行复核和确认。