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隨著化工行業(yè)的發(fā)展，工藝設(shè)備的的穩(wěn)定性和安全性是企業(yè)關(guān)注的主要問題之一?；ば袠I(yè)中各種反應(yīng)爐、燃燒爐、反應(yīng)釜、離心機等都需要進行氧含量在線監(jiān)測，如果氧含量達到到一定濃度，則很容易和其他物料發(fā)生反應(yīng)，引發(fā)安全事故，所以需要對氧氣濃度進行在線分析監(jiān)測是安全生產(chǎn)的重中之重。

目前常用的氧含量分析儀由磁氧原理、激光原理、電化學原理、紅外原理、PID原理、電化學原理。

一、磁氧分析儀和激光氧分析儀原理概述

順磁式氧分析儀，是根據(jù)氧氣的體積磁化率比一般氣體高得多，在磁場中具有*的順磁特性的原理制成的一種測量氣體中氧含量的分析儀器。

順磁式氧分析儀，通稱為磁氧分析儀。它一般分為熱磁對流式、磁力機械式和磁壓力式氧分析儀三種

1.1磁力機械式原理

當被測樣氣的氧含量不同會導(dǎo)致空心球體所受到的作用力不同。中心支撐點金屬帶受到的力偶促使空心球以金屬帶為軸心偏轉(zhuǎn)。被測樣氣中的氧含量不同，空心球的偏轉(zhuǎn)角度不同。因此，空心球偏轉(zhuǎn)角度的大小，就反映了被測氣體中氧含量的多少

1.2磁壓力式原理

磁壓力是根據(jù)被測氣體在磁場作用下壓力的變化量來測量氧含量的儀器。當樣氣進入測量磁場后，氣體的壓力在磁場作用下將發(fā)生變化，致使氣體在磁場內(nèi)和無磁場空間存在著壓力差，測量壓差被傳遞到磁場外部的檢測器中，轉(zhuǎn)換為電信號。

1.3磁氧分析儀優(yōu)缺點

優(yōu)點：

①　不受被測氣體導(dǎo)熱性變化、密度變化等影響

②　具有測量精度較高、測量誤差低、靈敏度高

③　測量穩(wěn)定性強

缺點：

①　如果樣氣中存在強逆磁性氣體組份，會引起較大測量誤差。

②　對樣氣壓力溫度變化敏感，會對測量結(jié)果產(chǎn)生一定影響，測量時必須穩(wěn)定樣氣的壓力和溫度。

③　對震動敏感，磁氧分析儀安裝位置需采取防振避震措施。

④　對電磁干擾敏感，任何電氣線路不允許穿過檢測器等敏感單元。

⑤　磁氧分析儀沒有原位安裝方式，只能現(xiàn)場支架安裝或者安裝在分析柜、分析小屋內(nèi)。

⑥　磁氧分析儀對預(yù)處理要求較高，尤其是樣氣壓力、流量要求較高。

二、激光氧分析儀工作原理

激光氣體分析儀采用的是TDLAS光譜吸收技術(shù)，通過分析激光被氣體的選擇性吸收來獲得氣體的濃度。TDLA技術(shù)是一種高分辨率的光譜吸收技術(shù)。相對于紅外的氣體分析儀，激光抗干擾性強很多，不受H2O和CO2含量的影響，測量更準確。

按照安裝方式分為原位式和抽取式兩種，原位式是將激光發(fā)射模塊和傳感器模塊直接安裝在過程管道上，通過簡單的采樣預(yù)處理系統(tǒng)直接對管道內(nèi)被測氣體進行在線分析。而抽取式是通過取樣單元將被測氣體抽出來后進行分析監(jiān)測。

2.1.激光氧分析儀優(yōu)缺點

優(yōu)點：

①　不受背景氣體的影響

②　相比于磁氧分析儀，更加耐受粉塵與視窗污染的影響。

③　能夠自動修正壓力、溫度對測量的影響

④　激光氣體在線分析儀適合于惡劣工業(yè)環(huán)境應(yīng)用，可用來進行連續(xù)工業(yè)過程和氣體排放測量。

⑤　測量精度高，響應(yīng)速度快最快1S出數(shù)據(jù)，可靠性高

⑥　可原位式安裝，也可現(xiàn)場支架安裝或者安裝在分析柜、分析小屋內(nèi)。

⑦　激光氧分析儀采用光學原理，響應(yīng)速度極快，對預(yù)處理要求很低，耐腐蝕、抗干擾性強，對樣氣壓力、流量要求一般。

缺點：

①　對強粉塵環(huán)境敏感，在強粉塵工況下，需設(shè)置吹掃單元，對發(fā)射和接收單元的光學視窗進行吹掃。

②　在一些含塵量非常大的場合，激光的透光率會受到很大的影響，從而使得測量效果變差。

③　價格昂貴

三、氣體檢測儀之紅外原理

3.1.原理：非分光紅外原理NDIR傳感器是利用比爾－朗伯紅外吸收定律，即不同氣體對特定波長的光有吸收，吸收的強度和氣體的濃度成正比來實現(xiàn)檢測。它是應(yīng)用濾光片把紅外光分成所需要的一個很小波段的光譜線，被檢測的氣體對這個很小波段的光譜線吸收。

3.2.優(yōu)點：可靠性高，選擇性好，精度高，沒有毒，受到環(huán)境的干擾較小，壽命長，對氧氣不依賴。

3.3.缺點：受濕度影響大，檢測氣體種類有限，目前最主要應(yīng)用于甲烷、二氧化碳、一氧化碳、六氟化硫、二氧化硫、碳氫等氣體。

四、氣體檢測儀之PID原理

4.1.原理： PID由紫外燈光源和離子室等主要部分構(gòu)成，在離子室有正負電極，形成電場，待測氣體在紫外燈的照射下，離子化，生成正負離子，在電極間形成電流，經(jīng)放大輸出信號

4.2.優(yōu)點：靈敏度高，無中毒問題。

4.3.缺點：無選擇性、受濕度影響大，紫外燈壽命短，價格貴。

五、氣體檢測儀之催化燃燒原理

5.1.原理：催化燃燒式傳感器是在鉑金電阻表面制備耐高溫催化劑層，一定溫度下，可燃性氣體在其表面催化燃燒，燃燒使鉑金電阻溫度升高，電阻變化，變化值是可燃性氣體濃度函數(shù)。

5.2.優(yōu)點：催化燃燒式氣體傳感器選擇性地檢測可燃性氣體：凡是不能燃燒的，傳感器都沒有任何響應(yīng)。響應(yīng)快速，壽命較長，受溫度、濕度、壓力影響小。傳感器的輸出與環(huán)境的爆炸危險直接相關(guān)，在安全檢測領(lǐng)域是一類主導(dǎo)地位的傳感器。

5.3.缺點：在可燃性氣體范圍內(nèi)，無選擇性。傳感器易中毒，大部分元素有機蒸汽對傳感器都有

中毒作用。

六、氣體檢測儀之電化學原理

6.1.原理：通過傳感器內(nèi)部的電解質(zhì)與目標氣體發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號來工作。

6.2.優(yōu)點：

①　工作溫度范圍大，量程多 ，高靈敏度 ，線性輸出 ，選擇性好

②　反應(yīng)快速、無需預(yù)熱及其它預(yù)處理

③　高精度和優(yōu)良的穩(wěn)定性，賽弗美的氣體分析儀能夠達到ppm級，進行vol和ppm的自動切換

④　性價比高，電化學氧分析儀是目前市場上常用的一種氧分析儀，其技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，并且在造價成本上也相對較低，相較于順磁氧分析儀而言，電化學氧氣分析儀具有超高的性價比

6.3.缺點：壽命短，存放期有限 ，極度干燥或高濃度氣體環(huán)境下壽命短，非特定型，易受干擾 ，濕度對精度有影響。