磁氧分析儀原理內(nèi)容

　　氧分析儀

　　1、工作原理：

　　檢測(cè)器由測(cè)量氣室和參比氣室組成，兩個(gè)氣室在結(jié)構(gòu)上完全*樣。其中，在測(cè)量氣室的底部裝有*對(duì)磁*，以形成非均勻磁場(chǎng)，在參比氣室中不設(shè)置磁場(chǎng)。在兩個(gè)氣室的底部裝有既用來(lái)加熱，又用來(lái)測(cè)量的熱敏元件，兩熱敏元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)完全相同。

　　被測(cè)氣體由入口進(jìn)入主氣道，依靠分子擴(kuò)散進(jìn)入兩個(gè)氣室。如果被測(cè)氣體沒(méi)有氧的存在，那么兩個(gè)氣室的狀況是相同的，擴(kuò)散進(jìn)來(lái)的氣體與熱敏元件直接接觸進(jìn)行熱交換，氣體溫度得以提高，溫度升高導(dǎo)致氣體相對(duì)密度下降而向上運(yùn)動(dòng)，主氣道中較冷的氣體向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)入氣室填充，冷氣體在熱敏元件上獲得能量，溫度升高，又向上運(yùn)動(dòng)回到主氣道，如此循環(huán)不斷，就形成了自然對(duì)流。由于兩個(gè)氣室的結(jié)構(gòu)參數(shù)完全相同，兩個(gè)熱敏元件單位時(shí)間內(nèi)的熱量損失也相同，其阻值也就相等。

　　當(dāng)被測(cè)氣體有氧存在時(shí)，主氣道中氧分子在流經(jīng)測(cè)量氣室上端時(shí)，受到磁場(chǎng)的吸引進(jìn)入測(cè)量氣室并向磁*方向運(yùn)動(dòng)。在磁*上方安裝有加熱元件(熱敏元件)，因此，在氧分子向磁*靠近的同時(shí)，必然要吸收加熱元件的熱量而使溫度升高，導(dǎo)致其體積磁化率下降，受磁場(chǎng)的吸引力減弱，較冷氣體的氧分子不斷地被磁場(chǎng)吸引進(jìn)測(cè)量氣室。在向磁*方向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，把氣室中先前溫度已升高的氧分子擠出測(cè)量氣室。于是，在測(cè)量氣室中形成熱磁對(duì)流。這樣，在測(cè)量氣室中便存在有自然對(duì)流和熱磁對(duì)流兩種對(duì)流形成，測(cè)量氣室的熱敏元件的熱量損失，是由這兩種對(duì)流形式共同造成的。而參比氣室由于不存在磁場(chǎng)，所以只有自然對(duì)流，其熱敏元件的熱量損失，也只是由自然對(duì)流造成的，與被測(cè)氣體的氧含量無(wú)關(guān)。這樣，由于測(cè)量氣室和參比氣室中的熱敏零件散熱情況的不同，兩個(gè)氣室的熱敏元件的溫度出現(xiàn)差別，其阻值也就不再相等，兩者阻值相差多少取決于被測(cè)氣體中氧含量的多少。

　　若把兩個(gè)熱敏元件置于測(cè)量電橋中作為相鄰的兩個(gè)橋臂，那么，橋路的輸出信號(hào)就代表了被測(cè)氣體中的氧含量。

　　2、測(cè)量電路：

　　為了更好地補(bǔ)償由于環(huán)境溫度變化、電源電壓波動(dòng)、檢測(cè)器傾斜等因素給測(cè)量帶來(lái)的影響，外對(duì)流式檢測(cè)器*般都采用雙電橋結(jié)構(gòu)。

　　外熱磁對(duì)流式氧分析儀檢測(cè)過(guò)程：分析儀采用外對(duì)流檢測(cè)器和直流雙電橋補(bǔ)償測(cè)量系統(tǒng)。工作電橋和參比電橋在結(jié)構(gòu)與性能上完全對(duì)稱。

　　參比電橋由R1、R2、R3、R4組成，其中，R3、R4為兩只固定的錳銅電阻，R1、R2為敏感元件。R1處于磁場(chǎng)中，R2沒(méi)有磁場(chǎng)。工作時(shí)，空氣進(jìn)入?yún)⒈葰馐?、2，從R1、R2周圍流過(guò)。由于空氣中的含氧量為*定值(20.9%)，而熱磁對(duì)流在電橋的輸出端ab間產(chǎn)生*定值電勢(shì)Uab。

　　測(cè)量電橋由R5、R6、R7、R8組成，其中，R7、R8為兩只固定的錳銅電阻，R5、R6為敏感元件。R6處于磁場(chǎng)中，R5沒(méi)有磁場(chǎng)。工作時(shí)，被分析混合氣體進(jìn)入測(cè)量氣室3、4，從R5、R6周圍流過(guò)。由于熱磁對(duì)流的結(jié)果，使電橋輸出端cd間產(chǎn)生電勢(shì)Ucd。Ucd的大小與熱磁對(duì)流的強(qiáng)弱有關(guān)，亦即Ucd的大小隨著被分析混合氣體中的氧含量(氧濃度)而變化。

　　測(cè)量數(shù)值取決于工作電橋和參比電橋兩端輸出電壓的比值：即：

　　X=K(Ucd/Uab)

　　通過(guò)上式我們可以看出，由于環(huán)境溫度、大氣壓力、電源電壓等有變化時(shí)，雖然兩端的的輸出電壓會(huì)發(fā)生變化，但兩者比值變化較小，測(cè)量指示受環(huán)境因素影響較小，因?yàn)闇y(cè)量精度較高。若儀器中設(shè)計(jì)有控溫電路和溫度補(bǔ)償，可限度地減少溫漂。

　　這種雙電橋結(jié)構(gòu)的檢測(cè)器的測(cè)量上限將受到參比氣體中氧含量的限制。若選用空氣做參比氣，儀器的測(cè)量上限就不能超過(guò)21%O2

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