山東新澤儀器有限公司

一、S1000系列順磁式氧含量分析儀產(chǎn)品簡介

S1000系列順磁式氧含量分析儀，該儀器是純物理測量，無須參比氣，無化學(xué)藥品和電解質(zhì)的消耗。儀器精度高，操作簡單，通氣即可使用，測定快速，只需將儀器入口與樣氣的出口進(jìn)行對接，五分鐘內(nèi)即可顯示氧純度值。

二、S1000系列順磁式氧含量分析儀應(yīng)用領(lǐng)域

u 醫(yī)用氧純度檢測

u 空分高純氧監(jiān)測

u 冶煉行業(yè)焊接行業(yè)石化行業(yè)

u 燃燒系統(tǒng)的過剩氧量分析

u 汽車排放和內(nèi)燃機(jī)檢測

u 連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)中的含氧分析

u 監(jiān)測生物沼氣過程分析

u 監(jiān)測低溫氣體和燃燒氣體

三、S1000系列順磁式氧含量分析儀產(chǎn)品特點(diǎn)

n 標(biāo)準(zhǔn)19寸機(jī)箱/小型盤裝機(jī)箱，可與微機(jī)、PLC集成于成套分析系統(tǒng)中。

n 手動(dòng)/自動(dòng)校準(zhǔn)。

n LCD液晶顯示，操作界面簡便實(shí)用。

n 內(nèi)部處理電路采用全新高精度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行曲線校正，數(shù)字化處理，具有高穩(wěn)定性   和可靠性。

n 標(biāo)準(zhǔn)隔離4～20mA模 擬信號(hào)輸出，可直接與DCS進(jìn)行連接。

n 可連續(xù)測量SO2、NO、CO、CO2、CH4、O2、C2H4、C3H8、THC、R22等氣體

n 可同時(shí)分析一至三個(gè)組份

n 多路4～20mA模擬輸出、R232信號(hào)輸出

n 智能型儀表，自動(dòng)標(biāo)定，故障自診斷

n 精度高，穩(wěn)定性好

n 菜單式操作，全中文液晶顯示，操作簡單

n ppm和mg/m3可選

n 極短預(yù)熱時(shí)間，5分鐘

四、S1000系列順磁式氧含量分析儀工作原理

 氧氣是一種特殊的順磁性氣體，既氧氣在磁場中受到吸引力，在測量單元中，氧氣的濃度可通過懸掛在非線性磁場中  的啞鈴的偏轉(zhuǎn)量來測量，氧氣的濃度越大，啞鈴偏轉(zhuǎn)靜止位置越大。啞鈴的偏轉(zhuǎn)位置可通過一光學(xué)裝置，一對光電池和放  電器來測定，啞鈴上饒有線圈，通過線圈的電流使啞鈴復(fù)位，復(fù)位電流的大小與氧氣的濃度成正比。

 磁力機(jī)械式氧分析儀工作原理示意圖如下：

五、S1000系列順磁式氧含量分析儀工作原理主要技術(shù)指標(biāo)

u 量程：（可根據(jù)客戶要求定制量程）0.01～2.00 %；0.01～99.99 %；95.00～99.99 %

u 顯示方式：LED數(shù)碼/ LCD液晶顯示

u 傳感器類型：熱磁型、冷磁型

u 防護(hù)等級(jí)：IP65

u 小分辨率：0.01%

u 測量精度：±1% F.S

u 穩(wěn)定性：

ü  零點(diǎn)漂移：≤0.5% F.S / 月

ü  量程漂移：≤0.5% F.S / 月

u 重復(fù)性：≤量程的1%

u 進(jìn)氣壓力：86－106kPa

u 樣氣流量：0.3～0.4 L/min

u 樣氣溫度：0℃～50℃

u 預(yù)熱時(shí)間：空氣中預(yù)熱10分鐘

u 響應(yīng)時(shí)間（T_90%）：≤8s

u 數(shù)據(jù)刷新率：50ms

u 信號(hào)變送輸出：4～20mA電流信號(hào)，大負(fù)載750Ω

u 繼電器輸出：

ü  6轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)，功能用戶自定義；

ü  觸點(diǎn)容量：3A  220V AC；3A   24V DC

u 通訊端口：標(biāo)準(zhǔn)RS232、RS485、USB及有線無線選配功能數(shù)據(jù)接口

u 環(huán)境溫度：－20℃～+50℃

u 環(huán)境濕度：≤90% 相對濕度

u 供電方式：220V 交流供電，電壓波動(dòng)不超過20%

u 使用環(huán)境：水平放置，無強(qiáng)烈震動(dòng)及腐蝕性氣體場合

u 安裝方式：盤裝或臺(tái)式

六、技術(shù)分析

順磁式氧分析儀是根據(jù)氧氣的體積磁化率比一般氣體高得多，在磁場中具有極高的順磁特性的原理制成的一種測量氣體中含氧量的分析儀器。

順磁式氧分析儀，也可叫做磁效應(yīng)式氧分析儀、或磁式氧分析儀，我們通常通稱為磁氧分析儀。它一般分為磁機(jī)械式、磁壓力式和氧熱磁對流式分析儀三種。

任何物質(zhì)，在外界磁場的作用下，都會(huì)被磁化，呈現(xiàn)出一定的磁特性。物質(zhì)在外磁場中被磁化，其本身會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加磁場，附加磁場與外磁場方向相同，該物質(zhì)被吸引，表現(xiàn)為順磁性；方向相反，該物質(zhì)被排斥，表現(xiàn)為逆磁性。氣體介質(zhì)處于磁場也會(huì)被磁化，而且根據(jù)氣體的不同也分別表現(xiàn)出順磁性或逆磁性。如O2、NO、NO2等是順磁性氣體,H2、N2、CO2、CH4等是逆磁性氣體。體積磁化率——任何物質(zhì)，在外界磁場的作用下，都會(huì)被磁化，不同物質(zhì)受磁化的程度不同，可以用磁化強(qiáng)度M來表示：

                         M＝kH

        式中    M——磁化強(qiáng)度;

                H——外磁場強(qiáng)度;

                 K——物質(zhì)的體積磁化率；

K的物理意義是指在單位磁場作用下，單位體積的物質(zhì)的磁化強(qiáng)度。磁化率為正(k＞0)稱為順磁性物質(zhì)，它們在外磁場中被吸引；k＜0則稱為逆磁性物質(zhì)，它在外磁場中被排斥；k值愈大，則受吸引和排斥的力愈大。

常見氣體的體積磁化率(0℃)

從上表可以看出，氧是順磁性物質(zhì)，其體積磁化率要比其他氣體的體積磁化率大的多。順磁式氧分析器：根據(jù)氧氣的體積磁化率比一般氣體高得多，在磁場中具有極高的順磁特性的原理制成的一種測量氣體中含氧量的分析儀器。本項(xiàng)目中采用了重慶川儀九廠的PA200—CJ磁力機(jī)械式氣體分析儀。

6.1磁力機(jī)械式氣體分析儀的工作原理

在一個(gè)封閉的氣室中，裝有兩對不均勻的磁極，它們的磁場強(qiáng)度梯度正好相反。兩個(gè)空心球（俗稱啞鈴）置于兩對磁極的間隙中，用彈性金屬帶固定在殼體上，這樣，啞鈴只能以金屬帶為軸轉(zhuǎn)到而不能上下移動(dòng)。在啞鈴與金屬帶交點(diǎn)處裝一平面反射鏡。被測樣氣由入口進(jìn)入氣室后，它就充滿了氣室。兩個(gè)空心球被樣氣所包圍，被測樣氣的氧含量不同其體積磁化率k值也不同，球體所受到的作用力就不同。如果啞鈴了的兩個(gè)空心球體積相同，體積磁化值相等，兩個(gè)球體受到的力大小相等、方向相反，對于中心支撐點(diǎn)金屬帶而言，它受到的是一個(gè)力偶的作用，這個(gè)力偶促使啞鈴以金屬帶為軸心偏轉(zhuǎn)，在啞鈴做角位移的同時(shí)，金屬帶會(huì)產(chǎn)生一個(gè)抵抗啞鈴偏轉(zhuǎn)的復(fù)位力矩，與轉(zhuǎn)動(dòng)力矩相平衡，被測樣氣中的氧含量不同，旋轉(zhuǎn)力矩和恢復(fù)力矩的平衡位置不同，也就是啞鈴的偏轉(zhuǎn)角度不同，這樣，啞鈴偏轉(zhuǎn)角度的大小，就反映了被測氣體中氧含量的多少。

對啞鈴球偏轉(zhuǎn)角度的測量，大多是采用下圖所示的光電系統(tǒng)來完成的。由光源發(fā)出的光投射在平面反射鏡上，反射鏡再把光束反射到兩個(gè)光電元件（如硅光電池、硒光電池）上。在被測樣氣不含氧時(shí)，空心球處于磁場的中間位置，此時(shí)，平面反射鏡將光源發(fā)出的光束均衡地反射在兩光電元件上，兩個(gè)光電元件接收的光能相等。一般兩個(gè)光電采用差動(dòng)方式連接，因此，光電組件輸出為零，儀器終輸出也為零。

當(dāng)被測樣氣中有氧存在時(shí)，氧分子受磁場吸引，沿磁場強(qiáng)度梯度方向形成氧分壓差，其大小隨氧含量不同而異，該壓力差驅(qū)動(dòng)空心球移出磁場中心位置，于是，啞鈴球偏轉(zhuǎn)了一個(gè)角度，反射鏡隨之偏轉(zhuǎn)，反射出的光束也隨之偏移，這時(shí)，兩個(gè)光電元件接收到的光能量出現(xiàn)差值，光電組件有毫伏電壓信號(hào)輸出。被測氣體中氧含量越高，光電組件輸出信號(hào)越大。該信號(hào)經(jīng)反饋放大器放大作為儀器檢測輸出。
   為了改善儀器的輸出特性，空心球上環(huán)繞一匝金屬線圈。該金屬線圈在電路上接收輸出電流的反饋，對啞鈴產(chǎn)生一個(gè)附加復(fù)位力矩，從而使啞鈴的偏轉(zhuǎn)角度大大減小

6.2磁力機(jī)械式氧分析儀的主要特點(diǎn)和使用注意事項(xiàng)
1、主要特點(diǎn)：
與熱磁式分析儀相比，磁力機(jī)械式氧分析儀有如下特點(diǎn)：
   ①它是對氧的順磁性直接測量的分析儀，在測量中，不受被測氣體導(dǎo)熱性變化、密度變化等影響。
   ②在0…O2范圍內(nèi)線性刻度、測量精度較高，測量誤差可低至±0.1%O2。
   ③靈敏度高，除了用于常量的測量以外，還可用于微量氧（O2‰）的測量。
2、注意事項(xiàng)：
   ①磁力機(jī)械式氧分析儀基于對磁化率的直接測量，像氧氮等一些強(qiáng)磁性氣體會(huì)對測量帶來嚴(yán)重干擾，所以應(yīng)將這些干擾組分除掉。此外，一些較強(qiáng)逆磁性氣體也會(huì)引起較大的測量誤差。如氙氣，若樣品中含有較多的這類氣體，也應(yīng)予以清除或?qū)y量結(jié)果采取修正措施。
   ②氧氣的體積磁化率是壓力、溫度的函數(shù)，樣氣壓力、溫度的變化以及環(huán)境溫度的變化，都會(huì)對測量結(jié)果帶來影響。因此，必須穩(wěn)定樣氣的壓力，使其符合調(diào)校儀器時(shí)的壓力值。環(huán)境溫度和整個(gè)檢修部件，均應(yīng)工作在設(shè)計(jì)的溫度范圍內(nèi)，一般來說，各種型號(hào)的磁力機(jī)械式氧分析儀均帶有溫度控制系統(tǒng)，以維持檢測部件在恒溫條件下工作。
   ③無論是短時(shí)間的劇烈振動(dòng)，輕微的持續(xù)振動(dòng)，都會(huì)削弱磁性材料的磁場強(qiáng)度，因此，該類儀器多將檢測器等敏感部件安裝在防振裝置中。當(dāng)然，儀器安裝位置也應(yīng)避開振源并采取適當(dāng)?shù)姆勒翊胧Ａ硗?，任何電氣線路不允許穿過這些敏感部分，以防電磁干擾和振動(dòng)干擾。

6.3磁力機(jī)械式氧分析儀的檢修

檢修內(nèi)容：

①更換光源；

②更換檢測器；

③檢查儀表的氣密性。

④檢查儀表的絕緣電阻；

⑤測量交流紋波電壓；

⑥測試計(jì)算反饋增益；

6.4調(diào)零方法

一般的分析器都是以電的形式調(diào)節(jié)零位，而磁力機(jī)械式氧分析儀卻是以機(jī)械方式調(diào)節(jié)零點(diǎn)，稱為機(jī)械調(diào)零。其實(shí)質(zhì)是保證氣樣不含氧時(shí)硅光電池對左右兩塊的光照面積相等，儀器輸出為零，為此，測量池可以轉(zhuǎn)動(dòng)到一個(gè)合適的位置固定之，使反射光束以恰當(dāng)?shù)慕嵌日丈湓诠怆姵厣?，這可稱為粗調(diào)。另外通過機(jī)械調(diào)節(jié)螺釘改變光電池的位置，仔細(xì)調(diào)整，稱之為細(xì)調(diào)。

在裝拆測量池和更換專用光源燈泡，儀器長期運(yùn)行、測量過程中組分的變化、環(huán)境的變化等情況下需進(jìn)行調(diào)零操作。

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