氧分析仪测量原理
浅谈几种氧分析仪的检测原理
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浅谈几种氧分析仪的检测原理1、磁式氧分析仪与磁力机械式氧分析仪(1)热磁式氧分析仪检测原理。
检测器置于高于环境温度的恒温腔体内,检测器处设有一恒定磁场,当要检测的样品气体从检测器的检测室外流过时,磁场将高磁化率的氧气吸入检测室内,进行检测。
检测室内的检测元件一般为铂丝,铂丝上通有一恒定的加热电流,氧气进入检测室到铂丝上被加热,磁化率迅速变小,之后被新进入的氧气推出检测室。
样品气体中氧含量不同,进入/排出检测室铂丝处的氧气量不同,从铂丝上带走的热量也不同,*终导致铂丝上的电阻值变化,检测铂丝电阻体的阻值即可间接测量气体中的氧含量。
(2)磁力机械式氧分析仪检测原理。
检测器/磁铁组件置高于环境温度的仪表恒温腔体内,检测器中有一对充满氮气的空心玻璃测试体,悬挂在不均匀磁场中的一根铂镍合金丝带上,由于磁悬浮效应,测试体的两个球受到偏转力,产生偏转力矩,这个偏心力矩和包围测试体的气体的体积磁化率成正比。
即和被测气体中氧气的含量成正比。
这两种类型的氧分析仪仪表基础原理都是利用氧气的顺磁性,它们不适用于测量背景气体中含有高磁化率气体(如NO、NO2)的场合。
但这类氧分析仪反应速度快,稳定性好,不消耗被测气体。
2、电化学式氧分析仪电化学式氧分析仪是基于氧气和传感器阴极之间的电化学反应来进行测量的。
它的传感器是一个电解池,外加的直流电加在电解池的阴、阳极之间,电解池内充以电解液,样品气通过扩散板或半透膜到达阴极,并在阴极产生电解反应而被还原,产生相应的电流,电流的大小与样品气体中氧气的浓度成正比关系。
这类仪表的应用范围比较宽,根据结构不同,即可测量气体中的氧含量,也可以测量溶液中溶解氧的氧含量。
缺点是:氧分析仪传感器工作场所温度范围窄、压力不能高,传感器寿命短等。
另外由于电解液一直在消耗,仪表稳定性较差,漂移偏大。
3、氧化锆式氧分析仪氧化锆分析仪的检测原理是氧浓差电池。
在氧化锆材料中添加一定的添加剂后通过高温烧结,在一定的温度下成为氧离子的固体电解质,在元件的内外侧焙烧铂电极就成了氧化锆氧传感器。
激光氧分析仪原理
![激光氧分析仪原理](https://img.taocdn.com/s3/m/de3df5dadbef5ef7ba0d4a7302768e9950e76e46.png)
激光氧分析仪原理
激光氧分析仪是一种利用激光作为光源,基于激光与被测气体分子之间的相互作用来测量氧气浓度的仪器。
其工作原理主要包括光电子传感器、光源和信号处理系统三个部分。
首先,激光氧分析仪通过一个激光器产生一束特定波长的激光光源。
激光光源的波长通常根据待测气体的吸收线选择,以保证光与气体具有较高的吸收率。
然后,激光光源经过透镜等光学装置,形成一束平行光经进样口投射到气体测量室中。
在气体测量室中,待测气体与激光光束相互作用。
当激光光束经过气体时,气体分子中的氧分子吸收激光光束的能量,从而导致光的强度发生衰减。
激光强度衰减的程度与氧气浓度成正比关系。
通过测量激光出射口的光强度变化,就可以间接测量氧气的浓度。
最后,光电子传感器接收激光出射口的光,将光信号转换成电信号。
随后,信号处理系统会对电信号进行放大、滤波等处理,以获得更加精确的氧气浓度值。
通常,信号处理系统还会经过校准和数据处理等步骤,以提高测量精度和可靠性。
总之,激光氧分析仪通过激光光源与待测气体的相互作用,通过测量激光强度的变化来间接测量气体中氧气的浓度。
其工作原理主要基于激光与气体分子的吸收特性,通过光电子传感器和信号处理系统将光信号转换成电信号,并最终得到氧气浓度值。
氧含量检测仪原理
![氧含量检测仪原理](https://img.taocdn.com/s3/m/85d15f07590216fc700abb68a98271fe910eafdf.png)
氧含量检测仪原理1. 导言氧含量检测仪是一种重要的分析仪器,广泛应用于工业、医疗和环境领域等。
本文将详细介绍氧含量检测仪的原理,并探讨其工作机制和应用。
2. 氧含量检测仪的基本原理氧含量检测仪是通过测量样品中氧气分子的浓度来确定氧含量的。
其基本原理是利用氧气与其他物质之间的化学反应或物理作用来产生可测量的信号,从而得出氧气的浓度。
3. 化学法原理化学法是一种常用的氧含量检测方法。
其中,最常用的是氧化还原法。
具体原理如下: 1. 样品与氧气反应生成氧化物。
2. 反应后的产物与某种指示剂反应,产生颜色变化。
3. 根据颜色的深浅,可以确定氧气的浓度。
化学法原理的优点是灵敏度高且适用于多种样品,但需要使用特殊的试剂,且有些试剂对环境有一定的污染。
4. 物理法原理物理法是另一种常见的氧含量检测方法。
其中,最常用的是氧传感器法。
具体原理如下: 1. 氧传感器的工作原理是利用材料表面的氧阻抗发生变化来测量氧气浓度。
2. 传感器材料一般采用固体电解质材料,如氧化锆。
3. 传感器内部还包含参比电极和工作电极,通过测量两者之间的电位差来获取氧气浓度。
物理法原理的优点是测量范围广,响应时间短,且不需要使用试剂,但需要定期校准传感器。
5. 氧含量检测仪的工作机制氧含量检测仪基本上分为以下几个主要部分: 1. 采样系统:用于采集待测样品,并将其引入检测仪中。
2. 检测部件:根据测量原理,利用特定的物理或化学方法来检测氧气浓度。
3. 信号处理系统:将检测到的信号进行放大、滤波和数字转换等处理,以得到可读取的数据。
4. 显示和记录系统:将处理后的数据显示在仪器的屏幕上,并可进行数据记录和导出。
6. 氧含量检测仪的应用氧含量检测仪广泛应用于多个领域,包括但不限于以下几个方面: 1. 工业过程控制:氧含量对于某些工业过程的控制非常关键,例如燃烧、发酵和氧化反应等。
通过监测和控制氧含量,可以提高工艺效率和产品质量。
2. 医疗设备:氧含量检测仪在医疗领域中被广泛应用于氧疗设备、麻醉器械和呼吸机等。
电化学氧分析仪原理
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电化学氧分析仪原理
电化学氧分析仪是一种常用的仪器,用于测量气体或液体中的氧浓度。
其基本原理是利用电化学反应,将被测氧与电极之间发生的氧化还原反应转化为电流信号,从而间接测量氧含量。
电化学氧分析仪中主要包括两个关键组件:工作电极和参比电极。
工作电极通常使用纯铂电极,而参比电极则可以采用银-
银氯化银电极。
两个电极之间的电解质溶液被称为电解液。
当氧气存在于电解液中时,氧气会与纯铂电极发生氧化反应。
在正向电压作用下,纯铂电极上的氧化反应将导致电流的流动。
同时,在参比电极上也会发生相应的反应。
通过测量这两个电极上的电流差异,可以间接得出氧气的浓度。
为了确保测量的准确性和稳定性,电化学氧分析仪通常还设有温度补偿装置。
氧气浓度与温度之间存在一定的关系,因此在测量时需要记录并修正温度变化对测量结果的影响。
总之,电化学氧分析仪通过测量电流差异来间接测量气体或液体中的氧含量。
通过合理设计电化学反应和电极材料,以及进行温度补偿,可以提高测量的准确性和可靠性。
氧气分析仪的工作原理 分析仪工作原理
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氧气分析仪的工作原理分析仪工作原理氧气分析仪接受完全密封的燃料池氧传感器。
燃料池氧传感器是由高活性的氧电极和铅电极构成,浸没在KOH的溶液中。
在阴极氧被还原成氢氧根离子,而在阳极铅被氧化。
O2+2H2O+4e?4OH?2Pb+4OH?2Pb(OH)2+4eKOH溶液与外界有一层高分子薄膜隔开,样气不直接进入传感器,因而溶液与铅电极不需定期清洗或更换。
样气中的氧分子通过高分子薄膜扩散到氧电极中进行电化学反应,电化学反应中产生的电流决议于扩散到氧电极的氧分子数,而氧的扩散速率又正比于样气中的氧含量,这样,该传感器输出信号大小只与样气中的氧含量相关,而与通过传感器的气体总量无关。
通过外部电路的连接,反应中的电荷转移即电流的大小与参加反应的氧成正比例关系。
接受此方法进行测氧,可以不受被测气体中还原性气体的影响,免去了很多的样气处理系统。
它比老式“金网—铅”原电池测氧更快速,不需要漫长的开机吹除过程,“金网—铅”原电池样气直接进入溶液中,导致仪器的维护量很大,而燃料电池法样气不直接进入溶液中,传感器可以特别稳定牢靠的工作很长时间。
事实上,燃料电池氧传感器是完全免维护的。
烟气分析仪的应用和使用注意事项烟气分析仪是利用电化学传感器连续分析测量CO2、CO、NOx、SO2等烟气含量的设备。
紧要用于小型燃油、燃气锅炉污染排放或污染源相近的环境监测手持使用。
烟气分析仪应用:(1)广泛适用于各种工业燃烧设备的维护与监测(如各类锅炉等)(2)燃烧器(燃气热水器、燃气壁挂炉等)的烟气、废气中的有毒有害气体(CO、NOX、SO2)定量检测,以及燃烧装置的燃烧情形分析。
(3)工业应用领域中的维护和修理工程师/锅炉调试人员。
烟气分析仪使用注意事项有:1.烟气分析仪在使用时,对烟气温度和环境温度都有要求,假如温度超出烟气分析仪规定的上限,不仅会影响测量结果,还会损坏温度传感器和相关部件2.为了保护烟气分析仪,严禁将烟气分析仪及其探头与溶剂同放,也不要用干燥剂3.不要将烟气分析仪的手柄和馈线放在70℃的温度场合4.烟气分析仪需在使用前和使用后进行校准,在使用频次较高的时候适当考虑布置期间核查5.仪器显现死机、停电等原因导致仪器重启时,仪器可能会显现无法归零,数据偏移等现象,应现场用标气重新标定后再进行测量,避开数据产生误差。
电化学氧分析仪原理
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电化学氧分析仪原理电化学氧分析仪(Electrochemical Oxygen Analyzer)是一种用于测量气体中氧气浓度的仪器。
它基于电化学原理,利用电极与气体中的氧气发生氧化还原反应,从而测量气体中的氧气浓度。
电化学氧分析仪的核心部件是氧电极或双极结构,其中一个电极是工作电极(working electrode),另一个电极是对电极(reference electrode)。
工作电极通常采用氧化铂(PtO)或氧化银(AgO)等催化剂材料制成,它能够促进氧气与电子之间的氧化还原反应。
对电极通常采用银氯化银(Ag/AgCl)电极或铂黑电极,用来提供电化学反应的参考电位。
工作电极与对电极之间存在一个电压差,称为工作电位(working potential)。
当氧气进入氧电极时,与工作电极上的催化剂发生反应,发生氧化还原反应,电荷转移导致电流的流动。
该电流与氧气分子的浓度成正比,经过放大和转换后可以得到氧气浓度的数值。
电化学氧分析仪的工作原理基于极化电流(polarization current)和充放电过程。
极化电流是氧电极表面发生的氧化还原反应所产生的电流,它与氧气分子的浓度成正比。
充放电过程是指在工作电位下,氧电极上的催化剂表面上氧气和水反应形成氧化物(如PtO)的过程,以及稍后由氧化物还原为氧气的过程。
这种充放电过程可以通过在电极表面不断施加外加电压的方式进行,从而得到氧气分子的浓度信息。
除了工作电极和对电极外,电化学氧分析仪还包括温度传感器和流量控制装置。
温度传感器用于测量气体的温度,以确保电化学反应在适宜的温度条件下进行。
流量控制装置用于控制气体的流速,以保证气体在电极表面停留的时间足够长,从而提高测量的准确性。
电化学氧分析仪具有快速、灵敏、可靠和经济的特点,广泛应用于空气监测、工业过程控制、环境保护、生物医学研究等领域。
它可用于测量各种气体中的氧气浓度,例如空气中的溶解氧浓度、液体中的氧气浓度等。
微量氧分析仪分类特点及原理介绍
![微量氧分析仪分类特点及原理介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/c3ea6b55a55177232f60ddccda38376baf1fe0af.png)
微量氧分析仪分类特点及原理介绍微量氧分析仪主要用于测定氧气含量,是一种非常重要的分析仪器。
经过多年的发展,微量氧分析仪已经形成了多种分类,每种分类都具有一些自身的特点。
本文将对微量氧分析仪的分类和原理进行介绍。
一、微量氧分析仪分类1.电化学型电化学型微量氧分析仪采用电化学传感器测定氧气,将电化学传感器放置在样品环境中,当氧气分子到达传感器表面时,这些分子会与电化学传感器的电极反应,产生电流。
通过检测电流强度可以确定氧气的含量。
电化学型微量氧分析仪使用方便、响应速度快、准确度高,是最常用的微量氧分析仪之一。
但是该型号微量氧分析仪价格较高,需要定期校准,无法分析高温和富氧气体等样品。
2.荧光型荧光型微量氧分析仪利用氧气对感光物质的荧光强度的影响来测定氧气的含量。
荧光型微量氧分析仪可以分析各种气体,是最常用的非电化学传感器微量氧分析仪之一。
该型号微量氧分析仪价格适中,操作简单,可靠性高,但是使用寿命较短,无法分析灰色气体和高浓度氧气。
3.红外型红外型微量氧分析仪利用氧气对特定波长红外线的吸收能力,通过测量吸收光的强度来分析氧气的含量。
该型号微量氧分析仪可分析多种气体,但是灵敏度较低,需要较高的样品流速以确保准确性。
4.恒温型恒温型微量氧分析仪利用恒定温度下氧气的扩散速率与氧气含量成线性关系的原理,通过测量氧气分子在样品管中扩散的时间来分析氧气的含量。
该型号微量氧分析仪具有灵敏度高、稳定性好和准确度高等特点,但是对样品温度要求苛刻,需要定期校准以确保准确性。
二、微量氧分析仪原理微量氧分析仪的原理是根据氧气分子与特定物质的相互作用产生的信号来确定氧气含量。
这些信号可以是电化学反应、荧光强度、红外吸收或氧气扩散时间等。
一般情况下,微量氧分析仪会设置一个样品室和一个控制仪器。
样品室用来将样品气体与探头接触,探头通常是一根指向样品室的电极,用来感应与样品气体反应后产生的电流或荧光。
控制仪器则用来记录和分析这些信号,并计算出氧气的含量。
几种氧分析仪原理及应用
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1、电化学氧分析仪:相当一部分的可燃性的、有毒有害气体都有电化学活性,可以被电化学氧化或者还原。
利用这些反应,可以分辨气体成份、检测气体浓度。
电化学气体传感器分很多子类:(1)原电池型气体传感器(也称:加伏尼电池型气体传感器,也有称燃料电池型气体传感器,也有称自发电池型气体传感器),他们的原理行同我们用的干电池,只是,电池的碳锰电极被气体电极替代了。
以氧气传感器为例,氧在阴极被还原,电子通过电流表流到阳极,在那里铅金属被氧化。
电流的大小与氧气的浓度直接相关。
这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫、氯气等。
(2)恒定电位电解池型气体传感器,这种传感器用于检测还原性气体非常有效,它的原理与原电池型传感器不一样,它的电化学反应是在电流强制下发生的,是一种真正的库仑分析的传感器。
这种传感器已经成功地用于:一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中,是目前有毒有害气体检测的主流传感器。
(3)浓差电池型气体传感器,具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧,会自发形成浓差电动势,电动势的大小与气体的浓度有关,这种传感器的成功实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。
(4)极限电流型气体传感器,有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧(气)浓度传感器,用于汽车的氧气检测,和钢水中氧浓度检测。
目前这种传感器的主要供应商遍布全世界,主要在德国、日本、美国,最近新加入几个欧洲供应商:英国、瑞士等。
2、顺磁式氧分析仪:顺磁式氧分析仪:根据氧气的体积磁化率比一般气体高得多,在磁场中具有极高的顺磁特性的原理制成的一种测量气体中含氧量的分析仪器。
顺磁式氧分析仪,也可叫做磁效应式氧分析仪、或磁式氧分析仪,我们通常通称为磁氧分析仪。
它一般分为热磁对流式、压力机械式和磁压力式氧分析仪三种。
物质的磁特性:任何物质在外界磁场的作用下都会被磁化,呈现出一定的磁特性。
物质在外加磁场中被磁化,其本身就会产生一个附加磁场,附加磁场与外磁场方向相同时,该物质就被外磁场吸引;附加磁场与外磁场方向相反时,则被外磁场排斥。
氧分析仪工作原理
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氧分析仪工作原理
氧分析仪是一种用于测量气体样品中氧气浓度的仪器。
它主要通过电化学原理来实现氧气的浓度测量。
其工作原理如下:
1. 电解池:氧分析仪通常包含一个电解池,该电解池内部有两个电极,即工作电极和参比电极。
工作电极由一种氧离子导电材料制成,而参比电极则是由一种稳定电极材料制成。
2. 过程气体供应:需要测量氧气浓度的气体样品被供应到电解池中。
在整个测量过程中,该气体样品中的氧气将与电解池内工作电极上的氧离子发生氧化还原反应。
3. 氧化还原反应:当氧气与电解池的工作电极上的氧离子接触时,它们会发生还原反应,即氧气被还原成水。
这个反应会在工作电极表面产生一些电流。
4. 电流测量:测量仪器会通过连接到电解池的电路来测量工作电极上产生的电流大小。
由于氧气浓度与工作电极上的电流存在一定的关系,因此通过测量电流的大小,可以推导出气体样品中的氧气浓度。
请注意,氧分析仪的具体工作原理可能会因不同的品牌和型号而有所不同,以上所述仅为一般情况下的工作原理。
使用氧分析仪时,还应参考具体的使用说明和操作指南。
测氧仪工作原理
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测氧仪工作原理
测氧仪工作原理:
①传感器类型市面上常见测氧仪主要采用电化学燃料电池型氧化锆固体电解质型三种不同原理制成;
②电化学法通过电解液隔膜将氧气还原为水过程中产生微小电流其大小与氧气浓度成正比关系;
③燃电池式将铂金催化剂涂覆在电极表面当空气流过时氧气与对电极上氢气反应生成水并释放电子;
④氧化锆管利用二氧化锆陶瓷材料在高温下导电特性当两端施加电压时管内外氧分压差会导致电流流动;
⑤温度补偿由于上述两种方法测量结果都会受到温度影响因此需内置热敏电阻实时监测调整补偿值;
⑥气体采样无论是插入式便携式还是在线监测都需要先将待测气体引入传感器室内保证测量准确性;
⑦数字转换将采集到模拟信号通过AD芯片转换成数字信号便于微处理器计算处理显示最终结果;
⑧校准标定为确保长期测量精度需定期用已知浓度标准气对仪器进行零点满量程校准恢复出厂状态;
⑨自动报警当检测到环境中氧气含量低于安全下限如19.5%或高于上限如23.5%时会触发声光警报提示;
⑩数据存储现代智能测氧仪都具备数据记录功能可自动保存每次测量时间地点数值方便事后追溯分析;
⑪无线传输配合蓝牙WiFi等模块还能将测量结果实时上传至云端供远程监控平台调用处理;
⑫多功能集成除了测量氧气外很多高端产品还集成了温度湿度CO CO2等参数监测功能满足多样化需求。
空气内氧气含量的测定原理
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空气内氧气含量的测定原理空气中的氧气含量可以通过氧气分析仪进行测量。
氧气分析仪是一种用于测量空气中氧气浓度的仪器。
其原理主要基于氧气与其他气体在电化学反应中的差异性。
氧气分析仪的工作原理可以概括为以下几个步骤:1. 采样:首先需要采集空气样品。
常用的方法是通过气泵将空气吸入到氧气分析仪中。
采样器通常具备过滤和除湿功能,以确保所采集的样品干净且湿度适宜。
2. 预处理:采集到样品后,还需要对其进行预处理。
这包括去除干扰物质,例如二氧化碳、氮氧化物等。
预处理的方法主要有吸附、吸收和化学反应等。
去除这些干扰物可以避免对后续氧气测定的干扰。
3. 溶液电解:经过预处理的样品会被注入到氧气分析仪的测量池中。
测量池中包含有电解液,一般是盐酸。
盐酸中加入了一种电离性质好的电解质,例如氯化银或硝酸银。
4. 电化学反应:在氧气分析仪的测量池中,加入了两个电极,一个是参比电极,通常是银/氯化银电极;另一个是工作电极,通常是银/氯化银电极,两个电极之间通过电解质盐桥(外置或内置)连接。
氧气分子会在工作电极上发生还原反应,生成氢氧化银的沉积物。
这是氧气与水反应的结果,反应方程式为:O2 + 2H2O + 4e- →4OH-。
反应中涉及到的电子通过电解质盐桥和参比电极的银/氯化银电极之间的电子流交换来平衡。
5. 测量:在测量过程中,用外部电源提供一个恒定的电压,使得电解反应持续进行。
通过测量电流的变化,可以确定氧气浓度。
一般来说,当氧气浓度高时,电流的值也会变大。
而当氧气浓度低时,电流的值则较小。
6. 数据处理:最后,通过内置的计算机系统对测量到的电流进行处理,计算出对应的氧气浓度值,并将结果显示在仪器的屏幕上。
需要注意的是,由于电解液中可能存在其他与氧气反应的物质,例如二氧化硫等,这些物质可能会影响到测量结果的准确性。
因此,一些高端的氧气分析仪会采用多种方法进行氧气浓度的测量,例如红外吸收法、氧化法、电导率法等。
总结起来,氧气分析仪的基本测量原理是利用电解反应,在适当的电势下使氧气与水反应,并通过测量电流的大小来反映氧气浓度。
测氧仪原理
![测氧仪原理](https://img.taocdn.com/s3/m/6ceabd57a66e58fafab069dc5022aaea998f410a.png)
测氧仪原理
测氧仪是一种用于测量氧气浓度的仪器,它在医疗、环保、生物科学等领域有
着广泛的应用。
测氧仪的原理是基于氧气在电化学反应中的特性,通过一系列的物理和化学过程来实现对氧气浓度的准确测量。
首先,测氧仪的核心部件是氧气传感器,它通过电化学原理来实现对氧气浓度
的检测。
氧气传感器内部包含着一个氧化还原电极和一个参比电极,当氧气进入传感器时,它会与氧化还原电极发生氧化还原反应,产生电流信号。
这个电流信号与氧气浓度成正比,经过放大和处理后,就可以得到准确的氧气浓度数据。
其次,测氧仪还需要一个精确的温度补偿系统来保证测量的准确性。
由于氧气
传感器的工作受到温度影响较大,因此在测量过程中需要对温度进行实时补偿,以消除温度对测量结果的影响。
这通常通过在测氧仪中加入温度传感器和专门的温度补偿电路来实现。
另外,测氧仪还需要一个精确的电路和数据处理系统来对传感器输出的信号进
行放大、滤波和数字化处理。
这个电路系统需要具有高精度、低噪声和高稳定性的特性,以确保测氧仪在不同环境条件下都能够稳定、准确地工作。
最后,测氧仪的原理还涉及到对氧气浓度数据的显示和输出。
通常测氧仪会配
备液晶显示屏或者数字显示器,用于实时显示氧气浓度数据。
同时,测氧仪还可以通过串口、USB接口或者无线通讯方式将数据输出到计算机或者其他设备上,以
便进行数据记录、分析和处理。
综上所述,测氧仪的原理是基于氧气传感器的电化学反应特性,通过温度补偿、信号处理和数据输出等步骤来实现对氧气浓度的准确测量。
它在医疗、环保和生物科学等领域具有重要的应用价值,为相关领域的研究和实践提供了重要的技术支持。
氧分析仪分析原理
![氧分析仪分析原理](https://img.taocdn.com/s3/m/65db3572dc36a32d7375a417866fb84ae45cc3e9.png)
顺磁式
热磁对 流式
磁力机 械式
磁压式
顺磁式氧分析
任何物质在外界磁场的作用下都会 被磁化,呈现出的磁特性。
气体介质在磁场中被磁化,根据不 同表现分为顺磁性或逆磁性。 O2为顺磁性气体。
M=kH
M——磁化强度
• 优点:成本低,反应速度快,可以测量微量常量氧 • 缺点: ①故障率高,被测气体突发冷热交换,锆片易脱落。
②被测气体中可燃性较高的成分(H2,CO化合物) ③不能测O2浓度高(参比气为空气)空气中O2为21%
• 燃料电池(测微量氧)
酸性 CH3COOH
燃料电池
碱性 KOH
固体燃料电池
• 优点:①不需外部供电; ②价格相对便宜; ③精度准确度好; ④更换维护方便。
氧分析仪原理
氧分析仪原理分类
• 电化学原理(耐腐蚀性差)
电化学
氧化锆
燃料电池
直插式
抽吸式
低温
中温
高温
电解池式
氧化锆原理:
正极:O2(p0)+4e→2O2负极:2O2-→O2(p1)+4e
在两个电极上由于正负电荷的堆积而形 成一个电势,称之为氧浓差电动势。用导 线连接形成电路,通过测得氧浓差电动势 的大小来算出氧化锆固体电解质两侧气体 中的氧浓度的大小。
• 缺点:①使用寿命短; ②易受其他气体影响(CO,H2腐蚀性气),定期更换 传感器。
电解池式:
阴极反应: O2+2H2O+4e-→4OH阳极反应: 4OH-→O2+2H2O+4e-
优点: 由电极反应式可见,阳极未产 生消耗,因此使用中无需更换 电极和电解池,只需适时补充 电解液。
顺磁氧分析仪工作原理
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顺磁氧分析仪工作原理顺磁氧分析仪(Paramagnetic Oxygen Analyzer)是一种常用于空气中氧气浓度分析的仪器,其工作原理基于顺磁性氧气分子对磁场的磁性响应。
顺磁性是指物质在外磁场下的磁化强度与外磁场强度成正比的性质。
氧气分子(O2)在低温下呈顺磁性,即当氧气分子受到外磁场的作用时,其磁化强度与磁场的强度成正比。
顺磁氧分析仪通常由磁场系统、氧气传感器、信号采集和处理系统组成。
其工作过程如下:1. 磁场系统:顺磁氧分析仪内部装有强磁场,通常使用永磁或电磁磁铁来产生稳定的磁场。
磁场的强度决定了氧气分子的磁化强度,一般为几千高斯。
2. 氧气传感器:传感器中的探头通常由玻璃或陶瓷制成,在内部填充了顺磁性物质(如铂或铑),并与磁场系统相连。
传感器的作用是将外部空气中的氧气与探头内部的顺磁性物质接触,使氧气分子受到磁场的作用。
3. 信号采集和处理系统:传感器会随着氧气浓度的变化而发生磁化强度的改变,这个改变能够通过探头与外部电路进行传输和处理。
信号采集和处理系统会根据传感器检测到的信号,经过放大、滤波和处理,将其转换为测量结果。
顺磁氧分析仪根据工作模式的不同,可以分为恒磁场型和变磁场型两种:1. 恒磁场型(Constant Field Type):此类型的顺磁氧分析仪中,磁场强度保持恒定。
当氧气与传感器接触后,传感器内部顺磁性物质会受到磁场的作用而发生磁化,引起电阻值的变化。
通过测量电阻的变化,可以得到氧气浓度的结果。
2. 变磁场型(Variable Field Type):此类型的顺磁氧分析仪中,磁场的强度可以变化。
当氧气与传感器接触后,传感器内部顺磁性物质会受到磁场的作用而发生磁化,引起电感值的变化。
通过测量电感的变化,可以得到氧气浓度的结果。
无论是恒磁场型还是变磁场型的顺磁氧分析仪,其测量精度都非常高,通常可达到0.1%以下。
同时,顺磁氧分析仪响应时间短,能够在数秒钟内测量出氧气浓度。
氧分析仪的工作原理
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氧分析仪的工作原理氧分析仪的工作原理在现在的工业环境中,氧气的含量对工业生产有着重要的作用,因此经常对其测量。
仪器市场上的产品多种多样,但是就测量原理来分,主要有2中测量方法:(1)热磁式氧分析仪其原理是利用烟气组分中氧气的磁化率特别高这一物理特性来测定烟气中含氧量。
氧气为顺磁性气体(气体能被磁场所吸引的称为顺磁性气体),在不均匀磁场中受到吸引而流向磁场较强处。
在该处设有加热丝,使此处氧的温度升高而磁化率下降,因而磁场吸引力减小,受后面磁化率较高的未被加热的氧气分子推挤而排出磁场,由此造成“热磁对流”或“磁风”现象。
在一定的气样压力、温度和流量下,通过测量磁风大小就可测得气样中氧气含量。
由于热敏元件(铂丝)既作为不平衡电桥的两个桥臂电阻,又作为加热电阻丝,在磁风的作用下出现温度梯度,即进气侧桥臂的温度低于出气侧桥臂的温度。
不平衡电桥将随着气样中氧气含量的不同,输出相应的电压值。
(2)氧化锆传感器式氧分析仪氧化锆(ZrO2)是一种陶瓷,一种具有离子导电性质的固体。
在常温下为单斜晶体,当温度升高到1150℃时,晶型转变为立方晶体,同时约有7%的体积收缩;当温度降低时,又变为单斜晶体。
若反复加热与冷却,ZrO2就会破裂。
因此,纯净的ZrO2不能用作测量元件。
如果在ZrO2中加入一定量的氧化钙(CaO)或氧化钇(Y2O3)作稳定剂,再经过高温焙烧,则变为稳定的氧化锆材料,这时,四价的锆被二价的钙或三价的钇置换,同时产生氧离子空穴,所以ZrO2属于阴离子固体电解质。
ZrO2主要通过空穴的运动而导电,当温度达到600℃以上时,ZrO2就变为良好的氧离子导体。
氧分析仪,该产品重量轻,所以携带方便,小功率操作(GPR-1100充电一次可连续操作30天,超过8小时的内部泵运行),并可测量小于10ppm的氧含量。
使用过程中,用户喜欢简单直观的操作,搭配一个坚固的外壳,防止重工业环境下的意外损坏。
为了最大限度的提高氧分析仪寿命,的结构中有一个快速连接件,用来保护仪器不工作时传感器暴露在空气中所带来的损坏,这样传感器寿命可达用户所期望的24个月。
氧分析仪的原理
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氧分析仪的原理氧分析仪是一种用于测量气体中氧气浓度的设备。
其原理基于氧气与电极表面上的电极催化剂发生氧化还原反应的特性。
以下为氧分析仪的工作原理及相关原理解释:1. 导电板原理:氧分析仪中的电极通常使用导电度高的材料,如铂或金等。
当氧气与电极表面接触时,氧分子会被电极上的催化剂氧化,并释放出电子。
这些电子会通过电极进入导电板,形成电流。
2. 电化学传感器原理:在氧分析仪中,常用的传感器为电化学传感器。
这种传感器通常包含一个工作电极、一个参比电极和一个计数电极。
工作电极上涂有一种催化剂,能够加速氧气的还原反应。
参比电极用于提供一个参考电位,以保持电解液的稳定,计数电极用于测量电流的大小。
3. 极化原理:为了加速氧气与电极的反应,电化学传感器通常需要加入一个外部电势,即极化电势。
这种电势可以通过外部电源(如电池)或内置的电势提供机制产生。
极化电势会使电极表面形成一个电场,加速氧气的还原反应。
4. 氧化还原反应原理:氧气在电极表面发生氧化还原反应,即将氧气分子还原成离子即O2-。
这个反应是可逆的,因此在氧气浓度较高时,产生的电流也较高;而在氧气浓度较低时,产生的电流较低。
5. 电流测量原理:氧分析仪通常会测量电流的大小,通过电流值来表示氧气的浓度。
这可以通过电流表、电压表等设备进行测量。
测量的结果可以通过数码显示器或计算机等设备进行显示和记录。
总结起来,氧分析仪通过利用氧气与电极表面上的催化剂发生氧化还原反应来测量气体中氧气的浓度。
这一原理基于电化学传感器的工作机制,通过测量氧气化合物与电极发生的电流大小来获得氧气的浓度信息。
顺磁氧分析仪的工作原理和技术分析有哪些
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顺磁氧分析仪的工作原理和技术分析有哪些顺磁氧分析仪是一种测量氧气浓度的仪器,主要用于医疗行业和科学实验室。
通过测量一个样品中氧分子的数量来确定氧气的浓度。
那么,顺磁氧分析仪的工作原理和技术分析有哪些呢?工作原理顺磁氧分析仪的工作原理基于伯恩定律,它和大部分测量气体浓度的方法类似,都是利用光吸收、光散射、电化学反应等手段,来测量气体浓度。
具体而言,顺磁氧分析仪是利用磁性一致的氧分子在外加磁场下引起的旋进磁场而运用哥法瑞论的自发磁化原理,来进行非侵入式测量。
当光与氧分子发生作用时,一部分被吸收,另一部分被散射。
通过测量这些散射光子和吸收光子之间的差异,可以计算出氧气的浓度。
顺磁分析仪利用一个与样品相容的磁性氧分子将氧气吸附在其表面上,并施加磁场。
在接下来的分析过程中,氧分子将在不同波长下被照射。
因为氧分子具有自旋角动量,施加磁场可以将其分成两种类型:顺磁性氧分子和抗磁性氧分子。
通过研究这两种类型的氧分子如何响应磁场变化,可以计算出氧气的浓度。
技术分析顺磁氧分析技术已有多年的发展,目前已经有了不少成熟的产品。
以下是一些顺磁氧分析技术的相关分析:永磁型氧分析仪永磁型氧分析仪是通过在氧化铁表面引入氧分子来测量氧气浓度的一种技术。
在氧气通过氧化铁表面时,氧化铁表面上的氧分子将吸附氧气。
然后,当氧气流过仪器的测量腔时,顺磁性氧分子将被磁场所吸引,抗磁性氧分子则会被排斥,这样就可以测量出氧气的浓度。
熔融电解质型氧分析仪熔融电解质型氧分析仪是通过在高温下加热氧化物电解质,并在熔融状态下将其分析,来测量氧气浓度的一种技术。
在该技术中,氧气被吸附在电解质表面,并在高温下离开电解质表面,并进入熔融电解质中。
在氧气离开表面时,通过测量电解质中氧气的浓度来计算氧气的浓度。
膜型氧分析仪膜型氧分析仪是将氧气透过半导体氧离子传递膜来测定氧气浓度的一种技术。
在该技术中,气体集中在一个测量腔内,随着氧气在半导体氧离子传递膜上的浓度增加,电压也会发生变化。
各种氧分析仪原理及应用
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注:西安绿能升华仪器仪表有限责任公司,转载请注明!电化学氧分析仪:相当一部分的可燃性的、有毒有害气体都有电化学活性,可以被电化学氧化或者还原。
利用这些反应,可以分辨气体成份、检测气体浓度。
电化学气体传感器分很多子类:(1)原电池型气体传感器(也称:加伏尼电池型气体传感器,也有称燃料电池型气体传感器,也有称自发电池型气体传感器),他们的原理行同我们用的干电池,只是,电池的碳锰电极被气体电极替代了。
以氧气传感器为例,氧在阴极被还原,电子通过电流表流到阳极,在那里铅金属被氧化。
电流的大小与氧气的浓度直接相关。
这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫、氯气等。
(2)恒定电位电解池型气体传感器,这种传感器用于检测还原性气体非常有效,它的原理与原电池型传感器不一样,它的电化学反应是在电流强制下发生的,是一种真正的库仑分析的传感器。
这种传感器已经成功地用于:一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中,是目前有毒有害气体检测的主流传感器。
(3)浓差电池型气体传感器,具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧,会自发形成浓差电动势,电动势的大小与气体的浓度有关,这种传感器的成功实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。
(4)极限电流型气体传感器,有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧(气)浓度传感器,用于汽车的氧气检测,和钢水中氧浓度检测。
目前这种传感器的主要供应商遍布全世界,主要在德国、日本、美国,最近新加入几个欧洲供应商:英国、瑞士等。
顺磁式氧分析仪:顺磁式氧分析仪:根据氧气的体积磁化率比一般气体高得多,在磁场中具有极高的顺磁特性的原理制成的一种测量气体中含氧量的分析仪器。
顺磁式氧分析仪,也可叫做磁效应式氧分析仪、或磁式氧分析仪,我们通常通称为磁氧分析仪。
它一般分为热磁对流式、压力机械式和磁压力式氧分析仪三种。
物质的磁特性:任何物质在外界磁场的作用下都会被磁化,呈现出一定的磁特性。
微量氧分析仪的原理
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微量氧分析仪的原理微量氧分析仪是一种能够快速、准确地检测氧浓度的仪器,广泛应用于医药、食品、气体等领域。
本文将从原理方面介绍微量氧分析仪的工作原理。
氧的检测原理微量氧分析仪能够实现氧的检测,是因为它利用了化学或物理特性与氧浓度之间的关系。
具体来说,微量氧分析仪通过氧与其他化合物发生化学反应,或是利用氧在电极上反应的特性来实现氧的检测。
以利用化学反应实现氧检测的氧化酶法测氧为例。
在氧化酶法测氧中,微量氧分析仪的传感器会使用氧化酶将氧与酶结合,生成氢过氧化物或醛酮,这个过程会产生电信号。
当氧越多,产生的电信号也越强,微量氧分析仪就会获取到较高的氧浓度。
而当氧浓度变低,产生的电信号也会随之减弱。
通过测量产生的电信号来确定氧浓度的变化。
微量氧分析仪的工作原理微量氧分析仪通常包含测量头、信号处理器、显示器等主要部件。
整个系统需要高精度、高速度、低噪声等要求。
测量头测量头是微量氧分析仪中最重要的部件,主要用于检测氧浓度。
测量头通常是一个由多种材料组成的复杂结构,其中包括了灵敏的传感器和化学反应所需要的酶类等物质。
测量头有许多种不同的设计,包括膜式传感器、柱式传感器、电化学氧传感器等等,每一种都有其独特的优势和应用范围。
其中,电化学氧传感器是应用最为广泛的一种,其最为重要的部件是氧化还原电池(Redox Cell)。
氧化还原电池本身由两个半电池(Half Cells)组成,其中一个半电池充满参比电液(Reference Electrolyte),另一个半电池则充满电解质(Electrolyte)。
当氧分子被还原或氧化时,氧化还原电池就会产生电位差,这个电位差会被测量并转换成电信号,最终显示在仪器的显示屏上。
信号处理器微量氧分析仪的信号处理器主要是对测量头产生的电信号进行处理和分析,并将处理后的信号输出到显示器上。
信号处理器可以使用数字或模拟电路来实现,其目的是将获得的电信号转换成更便于分析、计算的形式。
想要得到高精度的氧分析结果,需要使用高质量的信号处理器。
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氧分析仪测量原理
氧分析仪是一种用于测量空气中氧气浓度的仪器,它在许多领域都有着重要的
应用,比如环境监测、医疗设备、工业生产等。
那么,氧分析仪是如何进行氧气浓度的测量呢?接下来,我们将详细介绍氧分析仪的测量原理。
首先,氧分析仪的测量原理基于电化学传感器。
电化学传感器是一种利用电化
学原理来测量气体浓度的传感器。
在氧分析仪中,常用的电化学传感器是氧气传感器。
氧气传感器内部含有一个氧化还原电极和一个参比电极。
当氧气通过传感器时,氧气分子会在氧化还原电极上发生氧化还原反应,产生电流。
通过测量这个电流的大小,就可以确定氧气的浓度。
其次,氧分析仪的测量原理还涉及到温度和压力的补偿。
由于氧气传感器的工
作性能受到温度和压力的影响,因此在测量氧气浓度时需要对温度和压力进行补偿。
通常情况下,氧分析仪会配备温度和压力传感器,用于实时监测环境温度和压力,并对氧气浓度进行相应的修正。
另外,氧分析仪的测量原理还包括校准和线性化。
在使用氧分析仪之前,需要
对仪器进行校准,以确保其测量结果的准确性。
校准的过程包括零点校准和量程校准,通过这些校准可以使氧分析仪的测量结果更加可靠。
此外,还需要进行线性化处理,以消除传感器非线性带来的误差,提高测量的精度。
最后,氧分析仪的测量原理还需要考虑氧气浓度的显示和输出。
测量到的氧气
浓度需要以数字或者图形的形式显示出来,以便操作人员进行实时监测。
同时,还需要将测量结果输出到控制系统或者数据记录设备中,以便进行进一步的处理和分析。
综上所述,氧分析仪的测量原理涉及到电化学传感器、温度和压力补偿、校准
和线性化以及浓度显示和输出等多个方面。
通过对这些原理的理解,可以更好地使用和维护氧分析仪,确保其测量结果的准确性和可靠性。