在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測以及科學(xué)研究等諸多領(lǐng)域,對氧氣濃度的精準(zhǔn)檢測至關(guān)重要。
順磁氧檢測作為一種先進(jìn)且可靠的檢測技術(shù),正發(fā)揮著不可替代的作用。
一、基本原理
原理基于氧氣的順磁特性。當(dāng)物質(zhì)處于外磁場中時,會被磁化產(chǎn)生附加磁場。若附加磁場與外磁場同向,物質(zhì)被吸引,呈現(xiàn)順磁性;反之則表現(xiàn)出抗磁性。在眾多氣體中,氧氣(O?)、一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO?)是順磁性氣體,而氫氣(H?)、氮氣(N?)、二氧化碳(CO?)和甲烷(CH?)等則為抗磁性氣體。
常見的順磁氧分析儀一般分為熱磁對流式、壓力機(jī)械式和磁壓力式等類型。以熱磁式氧分析儀為例,其利用煙氣組分中氧氣磁化率高的特性來測定含氧量。在分析儀特定位置設(shè)有加熱絲,使此處氧的溫度升高,磁化率下降,磁場對其吸引力減小。而后,受后面磁化率較高的未被加熱的氧氣分子推擠,被加熱的氧氣排出磁場,從而形成“熱磁對流”或“磁風(fēng)”現(xiàn)象。在一定的氣樣壓力、溫度和流量條件下,通過測量磁風(fēng)大小就能測得氣樣中氧氣含量。由于熱敏元件(如鉑絲)既作為不平衡電橋的兩個橋臂電阻,又作為加熱電阻絲,在磁風(fēng)作用下會出現(xiàn)溫度梯度,即進(jìn)氣側(cè)橋臂溫度低于出氣側(cè)橋臂溫度。不平衡電橋會隨著氣樣中氧氣含量的不同,輸出相應(yīng)的電壓值。
二、特點
1、高精度與高穩(wěn)定性
順磁氧分析儀通常具有較高的檢測精度,能夠準(zhǔn)確測量不同濃度范圍的氧氣含量。
2、快速響應(yīng)
具有較快的響應(yīng)速度,能夠及時反映氣體中氧氣濃度的變化。一般來說,其響應(yīng)時間T90≤15秒,這對于需要實時監(jiān)測氧氣濃度變化的工業(yè)生產(chǎn)過程和應(yīng)急情況處理至關(guān)重要。
3、抗干擾能力強
磁力機(jī)械原理的順磁氧分析儀具有良好的抗干擾能力,它可以抗CO、CH?、NH?和CO?等氣體的交叉干擾,允許樣氣中含有適當(dāng)濃度的腐蝕性氣體(如硫化物)。同時,儀器不受環(huán)境震動的影響,保證了在復(fù)雜環(huán)境下的可靠運行。
4、長使用壽命
順磁氧分析儀沒有消耗性部件,使用壽命長。
三、應(yīng)用場景
1、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域
在化工、冶金、電力等工業(yè)生產(chǎn)過程中,對氧氣濃度的精確控制和監(jiān)測至關(guān)重要。在電捕焦工藝中,準(zhǔn)確檢測氧氣濃度可以防止爆炸等安全事故的發(fā)生;在鋼鐵冶煉過程中,氧氣參與燃燒反應(yīng),通過檢測可以優(yōu)化燃燒過程,提高能源利用效率,減少污染物排放。此外,在空分行業(yè)中,順磁氧分析儀可用于監(jiān)測液空、氣氧等產(chǎn)品中的氧氣純度,確保產(chǎn)品質(zhì)量。
2、環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域
在大氣環(huán)境監(jiān)測中,可用于測量空氣中氧氣的含量,評估空氣質(zhì)量。同時,在污水處理、垃圾填埋等環(huán)境工程中,監(jiān)測水中或填埋氣體中的氧氣濃度,有助于了解微生物的代謝活動和環(huán)境的氧化還原狀態(tài),為環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)。
四、發(fā)展趨勢
隨著科技的不斷進(jìn)步,順磁氧檢測技術(shù)也在不斷發(fā)展。未來,順磁氧分析儀將朝著更加智能化、小型化和集成化的方向發(fā)展。智能化的順磁氧分析儀將具備自動校準(zhǔn)、故障診斷和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)裙δ埽岣咴O(shè)備的使用效率和管理水平。小型化和集成化的設(shè)計則使得順磁氧分析儀更加便于攜帶和安裝,適用于更多的應(yīng)用場景。同時,檢測精度和穩(wěn)定性也將進(jìn)一步提高,以滿足不斷增長的市場需求。

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