便攜式氧氣純度分析儀是用于快速檢測氣體中氧氣含量的設備,其工作原理主要基于氧氣的特定物理或化學性質,通過傳感器將氧氣濃度轉化為可測量的電信號,再經處理后顯示出純度數值。以下是常見的幾種工作原理:
1. 電化學法
這是便攜式分析儀中常用的原理之一,核心是電化學傳感器。
傳感器內部有電極(通常為工作電極、對電極和參比電極)和電解液。
當含有氧氣的氣體進入傳感器時,氧氣在工作電極表面發生氧化還原反應(例如被還原),同時產生微弱電流。
電流的大小與氧氣的濃度成正比,儀器通過測量電流并進行校準換算,即可得出氧氣純度。
優點是響應速度快、精度較高,適合低至常濃度范圍的氧氣檢測。
2. 順磁法
利用氧氣的順磁性特性(氧氣是少數具有強順磁性的氣體之一,會被磁場吸引)。
儀器內部設有一個磁場,磁場中間有測量室,室內可能放置一個懸掛的物體(如啞鈴狀的玻璃泡,內部充有氮氣等抗磁性氣體)。
當含氧氣的氣體流過測量室時,氧氣被磁場吸引,會對懸掛物體產生推力,導致物體發生偏轉。
偏轉的程度與氧氣濃度相關,儀器通過檢測偏轉量(通常轉化為電信號),經處理后得到氧氣純度。
這種方法適用于高純度氧氣(如 90% 以上)的檢測,精度較高,且不受其他氣體干擾。
3. 氧化鋯法
基于氧化鋯固體電解質的氧離子傳導特性。
傳感器的核心是氧化鋯陶瓷管,管的內外壁涂有電極(通常為鉑電極)。
在高溫條件下(通常需加熱至 600-800℃),氧化鋯會成為氧離子導體。當管內外氧氣濃度不同時,氧離子會從高濃度側向低濃度側遷移,在電極間產生電勢差(氧濃差電勢)。
電勢差的大小與氧氣濃度相關,儀器通過測量該電勢并結合溫度補償,計算出氧氣純度。
適用于高溫環境或高純度氧氣的檢測,響應速度較快。
總結
不同原理的便攜式氧氣純度分析儀,均通過捕捉氧氣的性質(化學反應、磁性、離子傳導),將濃度信息轉化為可測量的物理信號(電流、位移、電勢),再經電路處理和校準后,直觀顯示出氧氣純度數值。實際應用中,會根據檢測范圍、精度要求和使用場景選擇合適的原理類型。