一、儀器概述

純度氧分析儀是一種用于精確測量氣體中氧氣濃度的高精度分析設備，廣泛應用于化工生產、醫療供氧、環境監測、空分制氧、燃料電池等領域。其核心功能是實時監測氣體中氧氣的體積分數（通常以百分比或ppm表示），確保工藝安全、產品質量或環境合規性。

二、工作原理

純度氧分析儀的檢測技術主要有以下三種，根據應用場景選擇不同原理的儀器：

1. 電化學傳感器原理

   • 原理：氧氣通過擴散膜進入傳感器，在電解液中發生電化學反應（如：O? + 4H? + 4e? → 2H?O），產生電流信號，電流強度與氧氣濃度成正比。

   • 特點：適用于低濃度（0-25%或ppm級）測量，成本低，但傳感器壽命有限（通常1-3年），需定期更換。

2. 順磁氧分析儀

   • 原理：利用氧氣分子的順磁性（氧氣在磁場中會被吸引），通過測量磁場中氧氣分子引起的壓力變化或磁化率差異來推算濃度。

   • 特點：適合高純度氧氣（90%-100%）測量，響應快、精度高，但對振動敏感，需穩定環境。

3. 激光吸收光譜（TDLAS）

   • 原理：利用氧氣分子對特定波長激光的吸收特性，通過測量激光穿過氣體后的衰減程度，結合比爾-朗伯定律計算氧氣濃度。

   • 特點：非接觸式測量，抗干擾能力強，適用于高溫、高壓或腐蝕性氣體環境，但成本較高。

三、操作規程

1. 儀器準備

• 環境要求：

  • 溫度：0-50℃（避免太高低溫度影響傳感器性能）。

  • 濕度：<90% RH（防止冷凝損壞傳感器）。

  • 避免強電磁干擾和振動（尤其順磁式儀器）。

• 氣路連接：

  • 使用潔凈的惰性材質管路（如不銹鋼、聚四氟乙烯），避免橡膠管釋放揮發性物質污染傳感器。

  • 確保氣路密封性，防止外界空氣滲入。

• 預熱：開機后預熱10-30分鐘（順磁式和激光儀器需更長時間穩定）。
   

2. 校準步驟

• 零點校準：通入高純度氮氣（或已知無氧氣體），將儀器示值調整至零點。

• 量程校準：使用標準氣體（如21%氧氣的空氣或99.9%高純氧），調整儀器至標準值。

• 驗證：使用第三種標準氣體進行中間點驗證，確保線性誤差符合要求（如±1% FS）。
   

3. 測量操作

• 流量控制：調節樣品氣流量至儀器要求范圍（通常0.5-2 L/min），流量過高或過低會導致測量誤差。

• 壓力調節：安裝減壓閥，確保氣體壓力穩定（如0.1-0.3 MPa）。

• 數據記錄：待讀數穩定后記錄數據，避免瞬時波動干擾。
   

4. 停機維護

• 吹掃：測量結束后用氮氣吹掃氣路，防止殘留氣體腐蝕傳感器。

• 斷電：關閉電源，順磁式儀器需等待風扇停止后再斷電。

• 定期標定：建議每1-3個月進行一次全量程校準。
   

四、常見故障診斷與處理

五、關鍵注意事項

1. 安全防護：

   • 高濃度氧氣環境禁止使用油脂類潤滑劑（易引發燃爆）。

   • 測量可燃氣體中的氧含量時，需采用防爆型儀器。

2. 樣品氣處理：

   • 若氣體含顆粒物或液態水，需加裝過濾器、冷凝器和干燥器。

   • 酸性氣體（如Cl?、SO?）需使用耐腐蝕傳感器或預處理吸附裝置。

3. 傳感器壽命管理：

   • 電化學傳感器壽命到期后必須更換，不可強行使用（易導致測量失效）。

   • 順磁式儀器需定期清潔測量腔體，避免粉塵積聚影響磁場均勻性。

六、總結

純度氧分析儀的核心在于精準性與穩定性，用戶需根據測量場景（如濃度范圍、氣體成分、環境條件）選擇合適的原理類型，并嚴格遵守操作和維護規程。定期校準、規范操作和及時故障排查是保障儀器長期可靠運行的關鍵。對于復雜故障（如激光器損壞、順磁單元失準），建議聯系廠家技術支持，避免自行拆解導致二次損壞。