在線氧含量分析儀作為工業生產、環境監測等領域的“氧氣哨兵”,能實時捕捉氣體中氧氣含量的細微變化,其“感知”能力并非依賴單一原理,而是通過不同檢測技術構建的“信號轉換系統”,將氧氣的化學或物理特性轉化為可量化的電信號,實現精準監測。目前主流的“感知”機制主要圍繞電化學、氧化鋯、順磁式三大技術路徑展開。
電化學法是最貼近“化學感知”的技術,核心在于氧氣與電極的特異性反應。分析儀的傳感器內封裝著電解質溶液與工作電極、對電極,當含氧氣的氣體擴散進入傳感器后,氧氣在工作電極表面發生還原反應,生成羥基離子并釋放電子;電子通過外電路流向對電極形成電流,而電流強度與氧氣濃度呈嚴格線性關系。這種“感知”方式響應迅速,且在低氧濃度場景下精度較高,廣泛應用于醫療供氧、食品保鮮等領域。
氧化鋯法則利用氧氣的離子傳導特性實現“感知”,適用于高溫工業環境。
在線氧含量分析儀核心元件是摻雜了氧化釔的氧化鋯陶瓷管,在600-1000℃的高溫下,氧化鋯會形成氧離子導電體。陶瓷管兩側分別接觸被測氣體與參比氣體(通常為空氣),當兩側氧氣濃度存在差異時,氧離子會從高濃度側向低濃度側遷移,在電極間形成電動勢。通過測量電動勢的大小,結合能斯特方程即可反推出被測氣體的氧含量,這種“感知”方式耐高溫、抗干擾,是鍋爐煙氣監測的核心技術。
順磁式分析法則基于氧氣獨特的順磁性實現“感知”,屬于物理檢測范疇。氧氣是自然界中順磁性較強的氣體,會被強磁場強烈吸引。分析儀內部設有一對磁極,形成非均勻磁場,在磁場中放置兩個對稱的空心球,球內充有氮氣等逆磁性氣體。當含氧氣的被測氣體進入檢測室后,氧氣被吸入磁場強區,推動空心球發生偏轉,偏轉角度與氧氣濃度正相關。這種偏轉通過光電轉換裝置轉化為電信號,完成“感知”過程,其優勢在于不與氣體發生化學反應,適用于腐蝕性氣體中的氧含量監測。
無論哪種“感知”機制,在線氧含量分析儀都需通過信號放大、數據校準等后續環節,將原始信號轉化為直觀的檢測數值。從化學反應到離子遷移,再到磁效應驅動,這些技術路徑共同支撐起分析儀的“感知”能力,確保在不同場景下都能精準捕捉氧氣的“蹤跡”,為生產安全與環境監測提供可靠保障。
