磁氧分析儀原理內容

　　氧分析儀

　　1、工作原理：

　　檢測器由測量氣室和參比氣室組成，兩個氣室在結構上完全*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，兩熱敏元件的結構參數完全相同。

　　被測氣體由入口進入主氣道，依靠分子擴散進入兩個氣室。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，擴散進來的氣體與熱敏元件直接接觸進行熱交換，氣體溫度得以提高，溫度升高導致氣體相對密度下降而向上運動，主氣道中較冷的氣體向下運動進入氣室填充，冷氣體在熱敏元件上獲得能量，溫度升高，又向上運動回到主氣道，如此循環不斷，就形成了自然對流。由于兩個氣室的結構參數完全相同，兩個熱敏元件單位時間內的熱量損失也相同，其阻值也就相等。

　　當被測氣體有氧存在時，主氣道中氧分子在流經測量氣室上端時，受到磁場的吸引進入測量氣室并向磁*方向運動。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測量氣室。在向磁*方向運動的同時，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。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：

　　為了更好地補償由于環境溫度變化、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*般都采用雙電橋結構。

　　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償測量系統。工作電橋和參比電橋在結構與性能上完全對稱。

　　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，空氣進入參比氣室1、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，被分析混合氣體進入測量氣室3、4，從R5、R6周圍流過。由于熱磁對流的結果，使電橋輸出端cd間產生電勢Ucd。Ucd的大小與熱磁對流的強弱有關，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生變化，但兩者比值變化較小，測量指示受環境因素影響較小，因為測量精度較高。若儀器中設計有控溫電路和溫度補償，可限度地減少溫漂。

　　這種雙電橋結構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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