氧氣分析儀是一種用于測量氣體中氧氣濃度的儀器,廣泛應用于環境監測、工業過程控制、醫療、航空航天等領域。氧氣分析儀的主要結構通常包括傳感器、處理器、顯示器和電源等部分。其工作原理主要依賴于氧氣傳感器的性能,不同類型的氧氣分析儀使用不同的傳感技術,如電化學傳感器、熱導傳感器和光學傳感器等。
主要結構
傳感器:傳感器是氧氣分析儀的核心部分,它負責檢測氣體中的氧氣含量。不同類型的傳感器根據測量原理的不同,具有不同的工作方式。例如,電化學傳感器通過電化學反應產生電流,熱導傳感器通過氣體熱導率的變化來檢測氧氣濃度,光學傳感器則利用吸光度原理進行測量。
處理器:處理器負責接收傳感器輸出的信號,經過數據處理后轉化為氧氣濃度的讀數。處理器還承擔著校準、修正及數據輸出等功能,確保儀器的準確性和穩定性。
顯示器:顯示器通常為液晶顯示屏,用于實時顯示氧氣濃度值。有些氧氣分析儀還可能配備報警系統,當檢測到氧氣濃度過低或過高時發出警報。
電源:氧氣分析儀通常配備電池或外接電源,以確保設備的正常工作。便攜式氧氣分析儀多采用內置電池,固定式儀器則可通過外接電源工作。
工作原理
氧氣分析儀的工作原理主要依賴于其傳感器。以下是幾種常見傳感器的工作原理:
電化學傳感器:這種傳感器通過電化學反應來檢測氧氣濃度。氧氣在傳感器的電極表面發生還原反應或氧化反應,產生一定的電流,電流的大小與氧氣的濃度成正比。電化學傳感器精度高、響應快,適用于較低濃度氧氣的測量。
熱導傳感器:熱導傳感器通過比較氣體的熱導率來測量氧氣濃度。氧氣和其他氣體的熱導率不同,因此通過測量氣體的熱導率變化,可以得出氧氣的濃度。這種傳感器適用于氣體濃度較高的環境。
光學傳感器:光學傳感器利用氧氣對特定波長光的吸收特性來測量濃度。常見的有紅外吸收式和激光光譜式傳感器。紅外吸收式傳感器通過氣體分子吸收紅外光的特性來確定氧氣濃度。激光光譜式傳感器則利用激光技術,通過測量氣體對激光的吸收來確定氧氣濃度。