測(cè)氧分析儀是一種用于測(cè)量氣體中氧氣濃度的儀器。氧量分析方法主要依據(jù)不同原理的氣體檢測(cè)技術(shù)來(lái)確定氧氣濃度。常見的氧量分析方法包括:
1.電化學(xué)法
電化學(xué)氧氣分析儀基于電化學(xué)反應(yīng)原理,利用氧氣在電極上的還原或氧化反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生電流或電壓變化,從而測(cè)量氣體中的氧氣濃度。
工作原理:
電化學(xué)傳感器通常由兩個(gè)電極(工作電極和參比電極)和一個(gè)電解質(zhì)溶液組成。當(dāng)氣體通過(guò)電極時(shí),氧氣分子在工作電極上發(fā)生還原反應(yīng),生成電流。
該電流的強(qiáng)度與氧氣的濃度成正比,通過(guò)測(cè)量電流的變化,可以準(zhǔn)確地計(jì)算出氣體中的氧氣濃度。
特點(diǎn):
高靈敏度,適用于低濃度氧氣檢測(cè)(如環(huán)境監(jiān)測(cè))。
響應(yīng)速度快,適合實(shí)時(shí)檢測(cè)。
適用于多種氣體混合環(huán)境下的氧氣濃度測(cè)量。
2.熱導(dǎo)法(熱導(dǎo)率法)
熱導(dǎo)法基于氣體的熱導(dǎo)率不同來(lái)測(cè)量氧氣濃度。氧氣的熱導(dǎo)率與空氣中的其他成分(如氮?dú)?、二氧化碳等)不同,利用這一原理來(lái)進(jìn)行氧氣的檢測(cè)。
工作原理:
熱導(dǎo)傳感器由兩個(gè)熱電偶和一個(gè)加熱元件組成。在加熱元件周圍,傳感器會(huì)根據(jù)不同氣體的熱導(dǎo)率差異,監(jiān)測(cè)氣體的溫度變化。
氧氣在空氣中的熱導(dǎo)率不同于其他氣體(如氮?dú)?、二氧化碳等),因此通過(guò)測(cè)量傳感器的溫度變化,可以推算出氧氣的濃度。
特點(diǎn):
非消耗性,無(wú)需化學(xué)反應(yīng),因此傳感器壽命較長(zhǎng)。
對(duì)氣體的熱導(dǎo)率差異非常敏感,能夠快速測(cè)量氧氣濃度。
適用于氧氣濃度較高的氣體環(huán)境。
3.電阻法(氧化鋯法)
電阻法主要是通過(guò)氧化鋯(ZrO2)陶瓷在高溫下與氧氣反應(yīng)來(lái)測(cè)量氧氣濃度。
工作原理:
氧化鋯電極在高溫下對(duì)氧氣具有電導(dǎo)性。當(dāng)氧氣通過(guò)氧化鋯材料時(shí),氧分子會(huì)在氧化鋯表面發(fā)生吸附和電離,產(chǎn)生電流信號(hào)。
該電流信號(hào)的大小與氧氣的濃度成正比。
該方法常用于測(cè)量高濃度的氧氣,如燃燒過(guò)程中的氧氣分析。
特點(diǎn):
高溫穩(wěn)定性好,適合用于高溫環(huán)境下的氧氣分析。
高精度,適合要求較高的氧氣濃度測(cè)量。
需要加熱到一定溫度,因此儀器啟動(dòng)較慢,能量消耗較高。
4.光學(xué)法(紫外吸收法、紅外吸收法)
光學(xué)法利用氣體對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收特性來(lái)測(cè)量氧氣濃度。
紫外吸收法:
氧氣在紫外光區(qū)域有特定的吸收波長(zhǎng),利用氣體對(duì)紫外光的吸收情況,可以推算出氧氣的濃度。
該方法適用于低濃度氧氣的檢測(cè),并且不受其他氣體影響。
紅外吸收法:
雖然氧氣本身在紅外區(qū)域吸收較少,但紅外吸收法可用于測(cè)量氣體中氧氣濃度與其他氣體(如二氧化碳、甲烷等)的關(guān)系,通常與其他氣體結(jié)合使用。
特點(diǎn):
高靈敏度、準(zhǔn)確度高。
不會(huì)受到干擾氣體的影響,但對(duì)設(shè)備的要求較高,較為復(fù)雜。
適用于低濃度氧氣分析。
5.傅里葉變換紅外光譜法(FTIR)
傅里葉變換紅外光譜法利用氣體對(duì)紅外光譜的吸收特性,通過(guò)光譜分析來(lái)確定氧氣濃度。
工作原理:
氧氣分子吸收特定波長(zhǎng)的紅外輻射,根據(jù)氣體吸收的強(qiáng)度,利用傅里葉變換技術(shù)來(lái)解析光譜,從而測(cè)量氣體中氧氣的濃度。
特點(diǎn):
精度高,能夠同時(shí)分析多種氣體。
對(duì)于氧氣濃度的測(cè)量非常準(zhǔn)確,但設(shè)備較為復(fù)雜,價(jià)格較高。
6.比重法(定比重法)
比重法是通過(guò)測(cè)量氧氣與空氣的比重差來(lái)計(jì)算氧氣濃度。
工作原理:
氧氣的比重較空氣小,依據(jù)這個(gè)原理,可以通過(guò)測(cè)量氣體的比重差來(lái)推算氧氣的濃度。
特點(diǎn):
適合用于低濃度氧氣分析,但靈敏度較低。
多用于快速檢測(cè)大氣氧氣濃度。