微量氧分析

在过去的二十年一直不断的改进，通过电化学传感器（微型燃料电池）测量氧气已经成为生产过程应用中的一个可靠的和合适的分析方法。

在今天不仅成为著名标准应用而且还可应用于腐蚀性气体分析,或者非常复杂的气体组成亦是可行的。测量这些不同的气体需要选择相对应的电解液和电极材料。

对于一个可靠的测量，考虑到实际的工艺参数是至关重要的。被采样气体的温度，压力，组成，粉尘含量和湿度决定了分析仪的设计和选择合适的传感器。 


产品应用领域                                    应用实例


工业气体制造商：                          测量氮和惰性气体中氧
空分厂：                                  测量二氧化碳或氢中氧


工业气体制造商，
冶金行业热处理厂                          测量氮气，氢气和一氧化物中氧


工业气体制造商，                          测量高等级合金钢铁的焊接
焊接工厂                                  保护气体中氧，如钛，铝等


化学工业：                                测量乙烯，氢气或混合气体中氧


酿酒，食品加工，                          测量二氧化碳中氧

系统特征

□ 适合当地条件和特定分析目的的五种氧气测量仪器
□ 特殊的传感器可应用于复杂的环境下测量，如温度，压力，气体成分， 灰尘或湿度
□ 三种安装方式：墙挂式或者桌面式或19”机柜式，能够在线或者便携测量。
□ 辅助装置（可选） ： 
        内置校准； 
        温度稳定单元用于传感器,潮湿采样气体
□ 危险区域：Zone 1的便携式装置和本质安全型2线制变送器
□ 所有仪器的标准特征： 内置式自动关闭阀和安全功能和便于操作的流量计
□ 标准探测器：所有仪器可配备燃料电池传感器，免维护和长的使用寿命
□ 适应特定生产条件工序自动化的辅助部件（选项，内置式）： 
       旁通道传感器 
       吹扫阀 
       气体采样泵 
       流量计
□ 测量范围：4, AMS 3185: 5
     最高量程：0 - 30 vol-%
     最低量程：0 - 1 ppm
□ 自诊断和报警， 数字接口
□ 传感器特别适于测量在接近100%的氢中氧或酸性气体如二氧化碳,或乙烯里的氧气
□ 2通道仪器分析氧气和其他,如氢
□ 自动/手动校准

PAT 3175

在危险环境的生产过程中测量氧气，例如在化工厂,这是 PAT3175的主要使用的地方。这一特点适用于对可燃和 不燃气体中氧气测量。PAT3175得到认证可在危险区 为一区Zone 1的环境中使用。如果使用本质安全型电 源，变送器也是本质安全型，符合防爆等级 ATEX II 2 G的EEx ia IIC T6。两个独立的墙装柜 （由铸铝制成）内装放电子和气体部件用于测量。这些 柜子执行各自的认证EEx e II。

电化学检测仪器
微型燃料电池传感器测量氧气，基本上包含五个主要组成部分： 
       氧传感器阴极 
       阳极 
       电解质 
       氧气扩散限制膜
       有电子节点的外壳

采样气体携带氧气会透过扩散至传感器膜，然后通过电 解质薄层。到达传感器阴极，氧气减少，同时氧化阳极 （例如铅）迅速开始： 
        阴极反应：O2 + 2 H2O + 4 e- 4 OH-- 
        阳极反应：2 Pb + 4 OH- 2 PbO + 2 H2O + 4e- 
        氧化还原反应：O2 + 2 Pb 2 PbO
从阳极传感器阴极的电子流是直接气腔中氧气总量成比例的。电解质（可呈碱性或酸性，这取决于实际应用）由迁移OH-群体产生，作为电流导体。氧气到达阴极总量是被一个适当的扩散式栅栏限制，通常是特氟隆或聚乙烯膜，伸展在传感阴极。

探测器的结构
传感器是与外壳一起整装一起为一个高度密封的单元。 此外，这个设计也非常方便地用于更换传感器，从而避免更换用完的电解质。测量气腔体积只有数立方毫米，可确保短的反应和净化时间。测量气腔会是直接固定微型燃料电池上的，只留下膜，电解质层和阴极接触到采样气体。

采样系统
甚至差异很大的采样气体流量也不会影响到测量， 因此在大 多数情况下一个简单的采样系统就足够了。
灵敏度
任何微型燃料电池的敏感性是由扩散膜的厚度和材料， 传感阴极的材料和数量以及电解液的类型决定的。

温度影响
扩散和电化学反应是与温度有关的。因此，所有型号的参考温度为25 ℃，所有的AMS传感器都经过NTC电阻器进行温度补偿。应用在测量高于100 ppm的氧气时，温度的稳定影响可以忽略，但对于较底的测量范围时，推荐使用我们的带有温度调节装置的传感器，或者分析仪器可放置在控制温度的区域使用。

压力影响
扩散到传感器气体数量是直接和压力成正比的。因此，在氧浓度恒定的情况下，测量信号将正比于样气压力。以应付这个的建议的方法，同时以保护传感器免受压力冲击，让传感器膜没有反压力发生，小心释放采样气体到周围空气里。为了满足一个非常高的测量精度，周围环境压力的变化应考虑进去。因此测量值可相应补偿（气压校正）。如果用做特殊用途，维持恒定的气体压力很重要，即便是在几毫巴以内。当然这需要提供进一步的技术支持。应该强调使用校准气体应该运用与生产气体相同的压力。

载体影响
扩散到传感器的氧含量，也取决于承载气体的分子量（在复杂化合物的情况下与分子的大小有关）。因此，在恒氧浓度下，测量信号将与承载气体的组成有关。同时，传感器的反应时间也有区别。因此，所有的值的灵敏度和响应时间都是以氮作为参考气体的。

校准
为了校准氧气分析仪，将要用到适当的测试气体。在较高的测量范围，一个校准点就足够了。应该避免用环境空气去校准，这将很快减少传感器的使用寿命。此外，当浓度值低于10 ppm的氧气，该传感器可能需要数个小时才能完全稳定。

寿命
通常情况下，传感器寿命至少6个月，如果长期在空气（ 20.9 ％氧气）下寿命为9个月。如果传感器总是在ppm浓度的氧气下，预期寿命将大大延长（ 3年或以上） 。如果传感器长时间在极度干燥气体状态下使用，也将产生不利影响缩短寿命。如果可能，采样器体应在约在30到50%相对湿度下使用。