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。化工行業(yè)中各種反應(yīng)爐、燃燒爐、反應(yīng)釜、離心機(jī)等都需要進(jìn)行氧含量在線監(jiān)測(cè)，如果氧含量達(dá)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(duì)氧氣濃度進(jìn)行在線分析監(jiān)測(cè)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(xué)原理、紅外原理、PID原理、電化學(xué)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(chǎng)中具有*的順磁特性的原理制成的一種測(cè)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(duì)流式、磁力機(jī)械式和磁壓力式氧分析儀三種

1.1磁力機(jī)械式原理

當(dāng)被測(cè)樣氣的氧含量不同會(huì)導(dǎo)致空心球體所受到的作用力不同。中心支撐點(diǎn)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(cè)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(cè)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(cè)氣體在磁場(chǎng)作用下壓力的變化量來測(cè)量氧含量的儀器。當(dāng)樣氣進(jìn)入測(cè)量磁場(chǎng)后，氣體的壓力在磁場(chǎng)作用下將發(fā)生變化，致使氣體在磁場(chǎng)內(nèi)和無磁場(chǎng)空間存在著壓力差，測(cè)量壓差被傳遞到磁場(chǎng)外部的檢測(cè)器中，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

1.3磁氧分析儀優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

①　不受被測(cè)氣體導(dǎo)熱性變化、密度變化等影響

②　具有測(cè)量精度較高、測(cè)量誤差低、靈敏度高

③　測(cè)量穩(wěn)定性強(qiáng)

缺點(diǎn)：

①　如果樣氣中存在強(qiáng)逆磁性氣體組份，會(huì)引起較大測(cè)量誤差。

②　對(duì)樣氣壓力溫度變化敏感，會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生一定影響，測(cè)量時(shí)必須穩(wěn)定樣氣的壓力和溫度。

③　對(duì)震動(dòng)敏感，磁氧分析儀安裝位置需采取防振避震措施。

④　對(duì)電磁干擾敏感，任何電氣線路不允許穿過檢測(cè)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(chǎng)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(duì)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(duì)于紅外的氣體分析儀，激光抗干擾性強(qiáng)很多，不受H2O和CO2含量的影響，測(cè)量更準(zhǔn)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(jiǎn)單的采樣預(yù)處理系統(tǒng)直接對(duì)管道內(nèi)被測(cè)氣體進(jìn)行在線分析。而抽取式是通過取樣單元將被測(cè)氣體抽出來后進(jìn)行分析監(jiān)測(cè)。

2.1.激光氧分析儀優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

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(dòng)修正壓力、溫度對(duì)測(cè)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(jìn)行連續(xù)工業(yè)過程和氣體排放測(cè)量。

⑤　測(cè)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(chǎng)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(xué)原理，響應(yīng)速度極快，對(duì)預(yù)處理要求很低，耐腐蝕、抗干擾性強(qiáng)，對(duì)樣氣壓力、流量要求一般。

缺點(diǎn)：

①　對(duì)強(qiáng)粉塵環(huán)境敏感，在強(qiáng)粉塵工況下，需設(shè)置吹掃單元，對(duì)發(fā)射和接收單元的光學(xué)視窗進(jìn)行吹掃。

②　在一些含塵量非常大的場(chǎng)合，激光的透光率會(huì)受到很大的影響，從而使得測(cè)量效果變差。

③　價(jià)格昂貴

三、氣體檢測(cè)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(duì)特定波長(zhǎng)的光有吸收，吸收的強(qiáng)度和氣體的濃度成正比來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。它是應(yīng)用濾光片把紅外光分成所需要的一個(gè)很小波段的光譜線，被檢測(cè)的氣體對(duì)這個(gè)很小波段的光譜線吸收。

3.2.優(yōu)點(diǎn)：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(zhǎng)，對(duì)氧氣不依賴。

3.3.缺點(diǎn)：受濕度影響大，檢測(cè)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?xì)涞葰怏w。

四、氣體檢測(cè)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(fù)電極，形成電場(chǎng)，待測(cè)氣體在紫外燈的照射下，離子化，生成正負(fù)離子，在電極間形成電流，經(jīng)放大輸出信號(hào)

4.2.優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，無中毒問題。

4.3.缺點(diǎn)：無選擇性、受濕度影響大，紫外燈壽命短，價(jià)格貴。

五、氣體檢測(cè)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(diǎn)：催化燃燒式氣體傳感器選擇性地檢測(cè)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(zhǎng)，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(xiǎn)直接相關(guān)，在安全檢測(cè)領(lǐng)域是一類主導(dǎo)地位的傳感器。

5.3.缺點(diǎn)：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(jī)蒸汽對(duì)傳感器都有

中毒作用。

六、氣體檢測(cè)儀之電化學(xué)原理

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

6.2.優(yōu)點(diǎn)：

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(dá)到ppm級(jí)，進(jìn)行vol和ppm的自動(dòng)切換

④　性價(jià)比高，電化學(xué)氧分析儀是目前市場(chǎng)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(jià)成本上也相對(duì)較低，相較于順磁氧分析儀而言，電化學(xué)氧氣分析儀具有超高的性價(jià)比

6.3.缺點(diǎn)：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(duì)精度有影響。