便攜式氧氣純度分析儀的工作原理

便攜式氧氣純度分析儀是用于快速檢測(cè)氣體中氧氣含量的設(shè)備，其工作原理主要基于氧氣的特定物理或化學(xué)性質(zhì)，通過(guò)傳感器將氧氣濃度轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的電信號(hào)，再經(jīng)處理后顯示出純度數(shù)值。以下是常見(jiàn)的幾種工作原理：

1. 電化學(xué)法

這是便攜式分析儀中常用的原理之一，核心是電化學(xué)傳感器。

傳感器內(nèi)部有電極（通常為工作電極、對(duì)電極和參比電極）和電解液。

當(dāng)含有氧氣的氣體進(jìn)入傳感器時(shí)，氧氣在工作電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)（例如被還原），同時(shí)產(chǎn)生微弱電流。

電流的大小與氧氣的濃度成正比，儀器通過(guò)測(cè)量電流并進(jìn)行校準(zhǔn)換算，即可得出氧氣純度。

優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快、精度較高，適合低至常濃度范圍的氧氣檢測(cè)。

2. 順磁法

利用氧氣的順磁性特性（氧氣是少數(shù)具有強(qiáng)順磁性的氣體之一，會(huì)被磁場(chǎng)吸引）。

儀器內(nèi)部設(shè)有一個(gè)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中間有測(cè)量室，室內(nèi)可能放置一個(gè)懸掛的物體（如啞鈴狀的玻璃泡，內(nèi)部充有氮?dú)獾瓤勾判詺怏w）。

當(dāng)含氧氣的氣體流過(guò)測(cè)量室時(shí)，氧氣被磁場(chǎng)吸引，會(huì)對(duì)懸掛物體產(chǎn)生推力，導(dǎo)致物體發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

偏轉(zhuǎn)的程度與氧氣濃度相關(guān)，儀器通過(guò)檢測(cè)偏轉(zhuǎn)量（通常轉(zhuǎn)化為電信號(hào)），經(jīng)處理后得到氧氣純度。

這種方法適用于高純度氧氣（如 90% 以上）的檢測(cè)，精度較高，且不受其他氣體干擾。

3. 氧化鋯法

基于氧化鋯固體電解質(zhì)的氧離子傳導(dǎo)特性。

傳感器的核心是氧化鋯陶瓷管，管的內(nèi)外壁涂有電極（通常為鉑電極）。

在高溫條件下（通常需加熱至 600-800℃），氧化鋯會(huì)成為氧離子導(dǎo)體。當(dāng)管內(nèi)外氧氣濃度不同時(shí)，氧離子會(huì)從高濃度側(cè)向低濃度側(cè)遷移，在電極間產(chǎn)生電勢(shì)差（氧濃差電勢(shì)）。

電勢(shì)差的大小與氧氣濃度相關(guān)，儀器通過(guò)測(cè)量該電勢(shì)并結(jié)合溫度補(bǔ)償，計(jì)算出氧氣純度。

適用于高溫環(huán)境或高純度氧氣的檢測(cè)，響應(yīng)速度較快。

總結(jié)

不同原理的便攜式氧氣純度分析儀，均通過(guò)捕捉氧氣的性質(zhì)（化學(xué)反應(yīng)、磁性、離子傳導(dǎo)），將濃度信息轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的物理信號(hào)（電流、位移、電勢(shì)），再經(jīng)電路處理和校準(zhǔn)后，直觀顯示出氧氣純度數(shù)值。實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)根據(jù)檢測(cè)范圍、精度要求和使用場(chǎng)景選擇合適的原理類型。