氧气分析仪原理

系统测量原理

1．OXYMAT6氧气分析原理

氧气具有顺磁性。OXYMAT通道正是利用氧气的这一特性来进行氧气浓度测量的。在不均匀磁场中，氧分子由于其顺磁性，会朝着磁场力增强的方向移动。当氧气浓度不同的两种气体在同一磁场中相遇时，它们之间将会产生一个压力差。

对于OXYMAT通道，一种气体（17，下图1）是参比气（N2, O2 或者是空气），另外一种就是样气（21，下图）。参比气从双通道（19）进入到样气室中（22）。其中一种参比气流在磁场区域内（23）与样气相遇。因为双通道是连在一起的，所以与氧气浓度成比列关系的压力将会产生一个气流。微流量传感器（20）测得该气流并将它转变为一个电信号。

微流量传感器包含有两个被加热到大约120°C的镍格栅，这两格镍格栅与两个补充电阻

一起构成一个惠斯通电桥。脉冲气流会导致镍格栅电阻发生改变，这就会导致在电桥中生成一个取决于样气氧气浓度大小的偏移量。因为流量传感器是位于参比气流中的，所以测量不会受到样气热导率、温度或内部磨擦的影响。因为流量传感器没有受到样气的直接影响，所以这也就让它具有了高度的防腐蚀性。

通过改变磁场的强度（24）来使微流量传感器的背景气流作用不被传感器检测到，因此仪器摆放的方向也就对测量没有影响。因为样气室是直接置于样气路中并且体积小，所以OXYMAT 通道的响应时间非常短。如果测量地点出现频繁的振动，则就会使测量信号出现错误（噪音）。所以就应

图1

使用另外一个无气体流过的微流量传感器（26）。该传感器被用作振动传感器并且它的信号与

测量信号相连以对测量信号进行补偿。如果样气的密度与参比气的密度之差超过参比气密度的50 %，那么补偿的微流量传感器（26）就应像测量传感器一样用参比气进行吹洗。

对气体分析系统维护的一些认识：

这些建议只是对刚刚接触气体分析的人士，对气体分析系统的内行来说这些可能是早就知道和认识到的知识：

1.对分析系统的维护量来说，主体分析仪表维护较少。只要不会有不稳定的用电环境和糟糕的使

用环境，仪表不会产生问题。对仪表的校准是按照说明和自己的实际情况来的，一般的误差是在自己使用的合理要求内的。

2.对分析系统的延后性，与相关的使用人员要解释清楚，设计人员既然设定好的。一般是在允许

的情况下，如果出现情况特别延后，那么你可以去检查采样的管道了。

3.一般对气体分析（热气体）的维护，实际上只是对采样气体的处理装置的维护。要想使分析仪

表使用的时间长，使用时得分析稳定准确。就要对处理装置要求很高，维护量也就出来了。一般的处理装置分两种：

1）热处理系统，很好理解对采样气体直接取进来过滤，清洁，直接进入系统分析出数据。这个系统对自身允许环境要求有但是不是太严格，一般就是环境温度比一般高点、低点都没问题。

但是价钱很贵，维护量也有，坏了更换，同样也是昂贵。

2）冷处理系统：对采样气体过滤，冷却凝结出水汽，再过滤达到分析的要求。这套系统价钱适中，维护量大，尤其对环境温度要求严格，对采样气体分析速度也不错。当环境温度高和低的情况下就会出现对仪表的冲击，如果这个套系统有一套对自己的高要求报警装置就会相当影响正常使用。这是个平衡问题，要不对仪表冲击大，仪表使用寿命受影响；要不就是老报警你的停下生产去处理。相比较来说，热处理系统是主流，但是你也避免不了使用冷处理系统。4. 对维护的安全要求做到认识，分析气体的系统分析的都是些重要数据（对环保来说不怎么危险

吧，我也没接触过这方面），要面对的是冶金，石油化工方面，矿山等等领域，气体一般有毒，有腐蚀。最重要的有毒，笔者维护的系统是炼钢产生的煤气，很要命的。所以带个报警器吧，有危险一定第一时间撤离。生命最重要。