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氧化锆原理与电化学原电池测氧原理之优缺比较

发表时间:2019-07-01 20:10

市场上常见的测氧分析仪的检测原理有两种,一是应用高温状态下的氧化锆的独特物理性质,使用氧化锆传感器通过测量样气中的氧分压来测量氧。

另一种是使用电化学原电池(俗称氧电池),通过电池内的电解液与样气中氧发生反应,得出样气中氧含量的检测方法。G1010-2像素dddddd描边.png

由于检测原理不同,所以两种原理的氧分仪各有优缺。

氧化锆传感器,样气要被加热到传感器的工作温度400-600℃,这通常意味着, 样气中可以相互反应的组份将发生反应。这样,任何的氢气、一氧化碳和/或有机物质将与存在的氧气反应,由此会使检测到的氧浓度偏低。这样,氧化锆传感器会使含有这些成份的混合气发生变化,从而不能检测出常温样气中存在的‘游离’氧;但,由于被抽吸到传感器中的样气的状况与工艺状况非常类似,所以可以很好地被利用来监测金属处理炉内气氛的质量。通过检测进入炉前的样气,如发现质量变坏,可以提前采取更正措施。氧化锆传感器还可以用来分析直接来自工艺的高温样气,这对于冷却后会出现凝结物的样气 – 如高硫份燃料的燃烧气 – 检测来说,是非常有优势的。氧化锆传感器的检测范围非常宽,大约是10的-23次方到100%,而且响应速度非常快,它们可以在几秒内对从百分比浓度到PPM浓度以下的阶跃变化作出响应。使用精确温控电路加热传感器的需要使得氧化锆类型的分析仪比原电池类型的要更加昂贵同时它们还大约需要10分钟的预热时间Rapidox_11001-300x300.jpg

由于氧化锆传感器实质上检测的是氧分压,所以它对于样气的压力比较敏感,其读数会随样气压力的变化成正比变化。所以选用氧化锆氧分析仪时,应选用有压力校正补偿功能的,这种仪表会对样气中压力的变化作出校正补偿,仪表读数不受样气压力一定范围内的变化的影响。

电化学原电池由于它们在大气温度下运行,原电池可以检测包含有可氧化物质的样气中的‘游离’氧。它可以处理大多数的温和气体,但必须避免腐蚀性及一些强氧化性气体。从100%到低PPM的浓度需几种不同类型的原电池。由于原电池不需要高功耗电路,所以使用这种类型传感器的仪表可以被设计为用充电电池的便携式表。尽管原电池是消耗件,但它们的运行寿命还是相当长的,而且很容易更换,并且更换费用不高。它们的响应速度明显要低于氧化锆传感器,尤其从百分比级移到PPM级氧时。三维网站用-2像素dddddd描边.png

大多数的电化学原电池受样气分子量的影响,所以当样气有小分子气体,如氢气、氦气等要特别小心,注意选用对分子量不敏感的氧电池。

这两种原理的典型产品:G1010、ISU-2000和Oxy+4100。 G1010和ISU-2000应用的是电化学原电池原理,它可以配用不受样气分子量影响的原电池,从而可以用来检测小分子背景气,如氢气、氦气中的氧。ISU-2000是便携式氧气分析仪,充电电池供电,一次充满电可使用长达40个小时。Oxy+ 4100是氧化锆原理的氧气分析仪,它有压力自动补偿校正功能,有效弥补了氧化锆原理氧分析仪的缺陷。



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