氧氣分析儀的測(cè)量原理主要有電化學(xué)法、磁氧法、氧化鋯法三大類,此外還有激光法等小眾類型,不同原理的核心差異在于 “如何將氧氣濃度轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的信號(hào)",適配不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
這是目前中小型、便攜式分析儀最主流的原理,核心是通過化學(xué)反應(yīng)將氧氣濃度轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)。
工作方式:傳感器內(nèi)部有電極和電解質(zhì),氧氣進(jìn)入后與電極發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生與氧氣濃度成正比的電流,儀器通過檢測(cè)電流大小計(jì)算濃度。
核心優(yōu)勢(shì):精度高(可測(cè) ppm 級(jí)微量氧)、響應(yīng)速度快(幾秒內(nèi))、體積小、成本較低,適合便攜或小型固定式設(shè)備。
適用場(chǎng)景:醫(yī)療設(shè)備(如呼吸機(jī)氧濃度監(jiān)測(cè))、實(shí)驗(yàn)室微量氧分析、食品包裝殘氧檢測(cè)。
注意事項(xiàng):傳感器有壽命(通常 1-3 年),需定期更換;易受溫度、濕度影響,不適合高溫或強(qiáng)腐蝕性環(huán)境。
基于氧氣的 “強(qiáng)順磁性" 特性設(shè)計(jì),適合測(cè)量空氣中的常量氧(如 20.9%)或高濃度氧,穩(wěn)定性ji強(qiáng)。
工作方式:氧氣會(huì)被強(qiáng)磁場(chǎng)吸引,儀器內(nèi)的測(cè)量室通入氣體后,磁場(chǎng)會(huì)對(duì)氧氣產(chǎn)生作用力,導(dǎo)致測(cè)量室內(nèi)部壓力或位移變化,通過檢測(cè)這種變化推算氧氣濃度。
核心優(yōu)勢(shì):壽命長(5-10 年)、抗干擾能力強(qiáng)(不受其他氣體影響)、無需頻繁更換傳感器,適合長期連續(xù)監(jiān)測(cè)。
適用場(chǎng)景:工業(yè)燃燒效率監(jiān)測(cè)(如鍋爐煙道氣)、空氣分離設(shè)備(制氧機(jī))、環(huán)保廢氣常量氧分析。
注意事項(xiàng):體積較大(多為臺(tái)式或固定式),不適合微量氧測(cè)量(通常量程≥0.1% VOL);對(duì)振動(dòng)敏感,需固定安裝。
利用氧化鋯陶瓷的 “離子導(dǎo)電特性" 工作,專門適配高溫場(chǎng)景,無需額外降溫裝置。
工作方式:氧化鋯陶瓷在 600-1400℃高溫下,兩側(cè)若存在氧濃度差,會(huì)產(chǎn)生與濃度差相關(guān)的電勢(shì)(氧濃差電勢(shì)),儀器通過檢測(cè)電勢(shì)值計(jì)算氧氣濃度。
核心優(yōu)勢(shì):耐高溫(直接測(cè)高溫氣體)、響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適合惡劣工業(yè)環(huán)境。
適用場(chǎng)景:高溫?zé)煹罋獗O(jiān)測(cè)(如電廠鍋爐、冶金熔爐)、汽車尾氣氧含量分析、工業(yè)窯爐燃燒控制。
注意事項(xiàng):必須在高溫下工作(常溫下無法使用),需配套加熱裝置;精度中等(通常 ±1%),不適合高精度要求場(chǎng)景。
除上述三類外,還有兩種原理用于特殊需求:
激光原理:通過特定波長的激光被氧氣吸收的程度計(jì)算濃度,精度ji高(±0.01%)、抗干擾強(qiáng),但成本昂貴,主要用于實(shí)驗(yàn)室超高精度分析或特種工業(yè)場(chǎng)景。
半導(dǎo)體原理:利用半導(dǎo)體材料接觸氧氣后電阻變化檢測(cè)濃度,成本極低,但精度差(±5% 以上)、穩(wěn)定性弱,僅用于低端粗略監(jiān)測(cè)(如家庭空氣氧含量大致判斷)。