微量氧氣分析儀的分析原理有兩種,這里首先介紹燃料電池法微量氧分析儀。采用*密封的燃料池氧傳感器是當(dāng)前上*的測(cè)氧方法之一。燃料池氧傳感器是由高活性的氧電極和鉛電極構(gòu)成,浸沒在KOH的溶液中。在陰極氧被還原成氫氧根離子,而在陽極鉛被氧化。
溶液與外界有一層高分子薄膜隔開,樣氣不直接進(jìn)入傳感器,因而溶液與鉛電極不需定期清洗或更換。樣氣中的氧分子通過高分子薄膜擴(kuò)散到氧電極中進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng),電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的電流決定于擴(kuò)散到氧電極的氧分子數(shù),而氧的擴(kuò)散速率又正比于樣氣中的氧含量,這樣,該傳感器輸出信號(hào)大小只與樣氣中的氧含量相關(guān),而與通過傳感器的氣體總量無關(guān)。通過外部電路的連接,反應(yīng)中的電荷轉(zhuǎn)移即電流的大小與參加反應(yīng)的氧成正比例關(guān)系。采用此方法進(jìn)行測(cè)氧,可以不受被測(cè)氣體中還原性氣體的影響,免去了許多的樣氣處理系統(tǒng)。它比老式原電池測(cè)氧更快速,不需要漫長的開機(jī)吹除過程,原電池樣氣直接進(jìn)入溶液中,導(dǎo)致儀器的維護(hù)量很大,而燃料電池法樣氣不直接進(jìn)入溶液中,傳感器可以非常穩(wěn)定可靠的工作很長時(shí)間。事實(shí)上,燃料電池氧傳感器是*免維護(hù)的。但是在使用過程中,需要經(jīng)常校準(zhǔn),確保其測(cè)試的準(zhǔn)確性,目前市面上的燃料電池電化學(xué)氧傳感器以國外的傳感器比較穩(wěn)定。
微量氧氣分析儀使用的范圍也比較廣:鋼鐵、冶金、熱電、石化、化工、焦化、PVC、多晶硅、合成氨等行業(yè)均能使用到,其中分類如下:
?、倏辗种蒲酢⒖辗种频?、化工流程氧含量自動(dòng)分析
②電子行業(yè)保護(hù)性氣體中氧含量分析,如:氮?dú)庵形⒘垦鯗y(cè)試
?、鄞判圆牧系雀邷?zé)Y(jié)爐的保護(hù)性氣體中氧含量分析
④玻璃、建材行業(yè)中氧含量分析及各種行業(yè)中氧含量分析
微量氧氣的分析方法主要有比色法、化學(xué)電池法、黃磷發(fā)光法、濃差電池法和氣相色譜法。其中比色法是較早采用的分析方法,它是國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法,利用銅氨溶液進(jìn)行比色分析,由于操作復(fù)雜,準(zhǔn)確度難以保證,并且不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)在線分析,現(xiàn)在已很少采用,不過它還是一種仲裁方法。黃磷發(fā)光法是利用氧氣與黃磷氧化燃燒進(jìn)行分析,具有分析速度快,可以連續(xù)分析的特點(diǎn),但該方法采用的黃磷是危險(xiǎn)化學(xué)品,生成的產(chǎn)物具有腐蝕性,并且檢測(cè)限低,所以現(xiàn)在已很少采用。