一、仪器概述

纯度氧分析仪是一种用于精确测量气体中氧气浓度的高精度分析设备，广泛应用于化工生产、医疗供氧、环境监测、空分制氧、燃料电池等领域。其核心功能是实时监测气体中氧气的体积分数（通常以百分比或ppm表示），确保工艺安全、产品质量或环境合规性。

二、工作原理

纯度氧分析仪的检测技术主要有以下三种，根据应用场景选择不同原理的仪器：

1. 电化学传感器原理

   • 原理：氧气通过扩散膜进入传感器，在电解液中发生电化学反应（如：O? + 4H? + 4e? → 2H?O），产生电流信号，电流强度与氧气浓度成正比。

   • 特点：适用于低浓度（0-25%或ppm级）测量，成本低，但传感器寿命有限（通常1-3年），需定期更换。

2. 顺磁氧分析仪

   • 原理：利用氧气分子的顺磁性（氧气在磁场中会被吸引），通过测量磁场中氧气分子引起的压力变化或磁化率差异来推算浓度。

   • 特点：适合高纯度氧气（90%-100%）测量，响应快、精度高，但对振动敏感，需稳定环境。

3. 激光吸收光谱（TDLAS）

   • 原理：利用氧气分子对特定波长激光的吸收特性，通过测量激光穿过气体后的衰减程度，结合比尔-朗伯定律计算氧气浓度。

   • 特点：非接触式测量，抗干扰能力强，适用于高温、高压或腐蚀性气体环境，但成本较高。

三、操作规程

1. 仪器准备

• 环境要求：

  • 温度：0-50℃（避免太高低温度影响传感器性能）。

  • 湿度：<90% RH（防止冷凝损坏传感器）。

  • 避免强电磁干扰和振动（尤其顺磁式仪器）。

• 气路连接：

  • 使用洁净的惰性材质管路（如不锈钢、聚四氟乙烯），避免橡胶管释放挥发性物质污染传感器。

  • 确保气路密封性，防止外界空气渗入。

• 预热：开机后预热10-30分钟（顺磁式和激光仪器需更长时间稳定）。
   

2. 校准步骤

• 零点校准：通入高纯度氮气（或已知无氧气体），将仪器示值调整至零点。

• 量程校准：使用标准气体（如21%氧气的空气或99.9%高纯氧），调整仪器至标准值。

• 验证：使用第三种标准气体进行中间点验证，确保线性误差符合要求（如±1% FS）。
   

3. 测量操作

• 流量控制：调节样品气流量至仪器要求范围（通常0.5-2 L/min），流量过高或过低会导致测量误差。

• 压力调节：安装减压阀，确保气体压力稳定（如0.1-0.3 MPa）。

• 数据记录：待读数稳定后记录数据，避免瞬时波动干扰。
   

4. 停机维护

• 吹扫：测量结束后用氮气吹扫气路，防止残留气体腐蚀传感器。

• 断电：关闭电源，顺磁式仪器需等待风扇停止后再断电。

• 定期标定：建议每1-3个月进行一次全量程校准。
   

四、常见故障诊断与处理

五、关键注意事项

1. 安全防护：

   • 高浓度氧气环境禁止使用油脂类润滑剂（易引发燃爆）。

   • 测量可燃气体中的氧含量时，需采用防爆型仪器。

2. 样品气处理：

   • 若气体含颗粒物或液态水，需加装过滤器、冷凝器和干燥器。

   • 酸性气体（如Cl?、SO?）需使用耐腐蚀传感器或预处理吸附装置。

3. 传感器寿命管理：

   • 电化学传感器寿命到期后必须更换，不可强行使用（易导致测量失效）。

   • 顺磁式仪器需定期清洁测量腔体，避免粉尘积聚影响磁场均匀性。

六、总结

纯度氧分析仪的核心在于精准性与稳定性，用户需根据测量场景（如浓度范围、气体成分、环境条件）选择合适的原理类型，并严格遵守操作和维护规程。定期校准、规范操作和及时故障排查是保障仪器长期可靠运行的关键。对于复杂故障（如激光器损坏、顺磁单元失准），建议联系厂家技术支持，避免自行拆解导致二次损坏。