磁氧分析儀原理內(nèi)容

　　氧分析儀

　　1、工作原理：

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

　　被測氣體由入口進(jìn)入主氣道,，依靠分子擴(kuò)散進(jìn)入兩個氣室,。如果被測氣體沒有氧的存在，那么兩個氣室的狀況是相同的,，擴(kuò)散進(jìn)來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)致氣體相對密度下降而向上運(yùn)動,，主氣道中較冷的氣體向下運(yùn)動進(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)動回到主氣道，如此循環(huán)不斷,，就形成了自然對流,。由于兩個氣室的結(jié)構(gòu)參數(shù)完全相同，兩個熱敏元件單位時間內(nèi)的熱量損失也相同,，其阻值也就相等,。

　　當(dāng)被測氣體有氧存在時，主氣道中氧分子在流經(jīng)測量氣室上端時,，受到磁場的吸引進(jìn)入測量氣室并向磁*方向運(yùn)動,。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,，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，受磁場的吸引力減弱,，較冷氣體的氧分子不斷地被磁場吸引進(jìn)測量氣室,。在向磁*方向運(yùn)動的同時，把氣室中先前溫度已升高的氧分子擠出測量氣室,。于是,，在測量氣室中形成熱磁對流。這樣,，在測量氣室中便存在有自然對流和熱磁對流兩種對流形成,，測量氣室的熱敏元件的熱量損失，是由這兩種對流形式共同造成的,。而參比氣室由于不存在磁場,，所以只有自然對流，其熱敏元件的熱量損失,，也只是由自然對流造成的,，與被測氣體的氧含量無關(guān)。這樣,，由于測量氣室和參比氣室中的熱敏零件散熱情況的不同,，兩個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氣體中氧含量的多少,。

　　若把兩個熱敏元件置于測量電橋中作為相鄰的兩個橋臂，那么,，橋路的輸出信號就代表了被測氣體中的氧含量,。

　　2、測量電路：

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

　　外熱磁對流式氧分析儀檢測過程：分析儀采用外對流檢測器和直流雙電橋補(bǔ)償測量系統(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處于磁場中，R2沒有磁場,。工作時,，空氣進(jìn)入?yún)⒈葰馐?、2,，從R1,、R2周圍流過。由于空氣中的含氧量為*定值(20.9%),，而熱磁對流在電橋的輸出端ab間產(chǎn)生*定值電勢Uab,。

　　測量電橋由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處于磁場中，R5沒有磁場,。工作時,，被分析混合氣體進(jìn)入測量氣室3、4,，從R5,、R6周圍流過。由于熱磁對流的結(jié)果,，使電橋輸出端cd間產(chǎn)生電勢Ucd,。Ucd的大小與熱磁對流的強(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，雖然兩端的的輸出電壓會發(fā)生變化,，但兩者比值變化較小,，測量指示受環(huán)境因素影響較小,，因?yàn)闇y量精度較高。若儀器中設(shè)計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)的檢測器的測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,，儀器的測量上限就不能超過21%O2

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