在工业生产中,精确测定氮气、氩气等惰性气体中的微量氧含量至关重要。southland氧气分析仪通过特定技术实现ppm级高精度检测,以下是其核心工作原理及操作流程。
一、基本概念与需求背景
ppm指百万分之一浓度单位,1ppm相当于每百万体积气体中含有1体积氧气。对于电子芯片制造、特种焊接等工艺,惰性气体中即使微量氧也会导致产品氧化报废。因此,需专用设备实现0.1ppm级别的精准监测。
二、核心检测技术
主流采用电化学传感器法:
1.传感器构造:由透气膜、工作电极、对电极和电解液组成。透气膜仅允许气体分子通过,阻挡液态水和杂质。
2.反应原理:当含氧气体进入传感器,氧分子在工作电极表面发生还原反应,产生扩散电流。电流强度与氧浓度成正比。
3.信号转换:内置电路将微电流转换为标准电压信号,经模数转换器变成数字信号供处理器计算。
三、关键处理步骤
1.样品预处理:通过精密过滤器去除颗粒物,冷凝器排除水分,避免干扰测量精度。
2.温度压力补偿:安装温度传感器实时监测环境温度,压力传感器修正气体体积变化,确保测量结果不受工况波动影响。
3.信号放大与降噪:采用低噪声运算放大器提升微弱信号,数字滤波算法消除电磁干扰。
4.校准标定:使用标准混合气体(如含1ppm氧的氮气)定期校准,建立浓度-信号曲线,保证测量准确性。
四、系统工作流程
1.采样阶段:惰性气体通过减压阀进入分析仪,流量控制器维持稳定流速。
2.检测阶段:气体流经电化学传感器,产生对应氧浓度的电信号。
3.数据处理:单片机采集信号,结合温压补偿参数计算实际氧含量,显示屏实时显示ppm数值。
4.报警输出:当氧含量超过设定阈值时,继电器触点动作,触发声光报警或控制外部设备。
五、技术优势与应用
southland氧气分析仪具备自动校零、故障自诊断功能,支持4-20mA模拟信号远传。在光伏产业,用于保护硅片拉晶炉内的氩气氛围;在食品包装行业,监测充氮保鲜环境的残氧量。通过定期维护传感器、保持采样管路清洁,可确保长期稳定运行。
该技术通过电化学传感与信号处理技术的协同作用,实现了惰性气体中微量氧的精准检测,为工业生产提供可靠的质量保障。