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淺析常用氣體分析儀的優(yōu)勢(shì)對(duì)比
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(wèn)題之一,?；ば袠I(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(chēng)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(lái)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(wú)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(guò)檢測(cè)器等敏感單元。
⑤ 磁氧分析儀沒(méi)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(guò)分析激光被氣體的選擇性吸收來(lái)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(guò)程管道上,，通過(guò)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(guò)取樣單元將被測(cè)氣體抽出來(lái)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(lái)進(jìn)行連續(xù)工業(yè)過(guò)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(lái)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(méi)有毒，受到環(huán)境的干擾較小,，壽命長(zhǎng),，對(duì)氧氣不依賴(lài)。
3.3.缺點(diǎn)：受濕度影響大,，檢測(cè)氣體種類(lèi)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(wú)中毒問(wèn)題,。
4.3.缺點(diǎn)：無(wú)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(méi)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(lèi)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(wú)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(guò)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(lái)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(wú)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?xún)r(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?xún)r(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,。