高純氧分析儀主要基于氣體分析技術(shù),通過(guò)特定的傳感器和測(cè)量系統(tǒng),對(duì)氣體中的氧含量進(jìn)行精確測(cè)量。其工作原理通常包括采樣、預(yù)處理、傳感器測(cè)量和數(shù)據(jù)處理等步驟。采樣步驟中,儀器會(huì)從待測(cè)氣體中抽取一定量的樣品;預(yù)處理則是對(duì)樣品進(jìn)行必要的凈化和調(diào)節(jié),以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性;傳感器測(cè)量是核心環(huán)節(jié),通過(guò)特定的傳感器將氣體中的氧含量轉(zhuǎn)化為電信號(hào);最后,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)會(huì)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理和分析,輸出最終的氧含量數(shù)值。
具體來(lái)說(shuō),高純氧分析儀的工作流程如下:
1.檢測(cè)探頭:探頭部分是整個(gè)分析儀的核心。在這里,空氣或其他氣體樣品經(jīng)過(guò)一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng),氧氣分子受到磁場(chǎng)力的作用產(chǎn)生位移。
2.信號(hào)轉(zhuǎn)換:氧氣分子的微小位移被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。這一轉(zhuǎn)換過(guò)程依賴于磁致伸縮效應(yīng)或霍爾效應(yīng)等物理原理。
3.信號(hào)放大與處理:轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)被進(jìn)一步放大和處理,以消除噪音和其他干擾因素,提高測(cè)量的精度和可靠性。
4.顯示與輸出:經(jīng)過(guò)處理后的氧氣濃度數(shù)據(jù)被顯示在儀器屏幕上,或者通過(guò)數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)狡渌O(shè)備或系統(tǒng)。
使用高純氧分析儀時(shí)注意事項(xiàng):
1、分析儀的配套管線應(yīng)確保密封,微小的泄漏都會(huì)使環(huán)境空氣中的氧擴(kuò)散進(jìn)來(lái),從而使測(cè)量數(shù)值偏高。雖然在測(cè)量中,樣氣壓力大于環(huán)境壓力,但樣氣中的氧是微量級(jí)的,根據(jù)法拉利定律,氧的分壓與其體積含量成正比,大氣中含有約為21%的氧,與以PPM計(jì)算濃度的樣氣的氧分壓相差一萬(wàn)倍左右,因而氣樣中微量氧的分壓遠(yuǎn)低于大氣中的氧分壓,當(dāng)出現(xiàn)泄漏時(shí),大氣中的氧便會(huì)從泄漏部位迅速擴(kuò)散進(jìn)來(lái)。還有,取樣管線應(yīng)盡可能短些,接頭盡可能少,要保證接頭及閥門密封良好,管線連接完畢后,應(yīng)做氣密性檢查。氣密性檢查的要求:0.25MPAm測(cè)試壓力下,30分鐘,壓降不大于0.01MPA。
2、管線材質(zhì)基本上以銅質(zhì)或不銹鋼管線為好,次選聚四氟乙烯管。禁選乳膠管、白膠管之類管材,其氣密性和材質(zhì)抗?jié)B透性太差,測(cè)量微量氧在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量壓力下誤差太大。管線外徑通常我們選擇6毫米或1/4IN,也有選擇3毫米或1/8IN,總之不銹鋼管,清洗、脫脂,保持管內(nèi)壁光滑潔凈,對(duì)于痕量級(jí)(<1PPMV)氧的分析,應(yīng)選擇內(nèi)壁拋光的不銹鋼管。所選擇的閥門、接頭,使體積應(yīng)盡可能小。
3、為防止樣品中的水分在管壁上冷凝凝結(jié),造成對(duì)微量氧的溶解吸收,應(yīng)根據(jù)情況對(duì)取樣管線采取絕熱保溫或伴熱保溫措施。檢測(cè)液氮中的微量氧時(shí),尤其要注意加溫措施,不然,由于氧沸點(diǎn)低于氮沸點(diǎn)13度,樣品氣不均勻氣化,會(huì)使測(cè)量值嚴(yán)重偏低。
4、原則上,高純氧分析儀的測(cè)量位應(yīng)盡可能與測(cè)量單位接近,以避免過(guò)長(zhǎng)的管線和過(guò)多的不確定因素,影響測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。
5、樣品氣中不能含有油類組分或固體顆粒物,以免引起滲透膜阻塞和污染。
6、樣品氣中不應(yīng)含有硫化物、磷化物或酸性氣體成分。這些組分會(huì)對(duì)燃料電池,特別是堿性燃料電池造成危害。