微量氧分析仪的测定方法有哪几种（一）

微量氧分析仪的测定方法主要基于不同的物理或化学原理，常见的有以下 5 种核心方法，每种方法的技术特点和适用场景差异显著。以下是详细解析：

一、电化学法

原理：利用氧气在电化学电池中的氧化还原反应产生电流，电流强度与氧浓度成正比。

典型技术：原电池法（伽伐尼电池）、燃料电池法。

测量范围：通常为 0~1000ppm（低氧环境），部分型号可扩展至百分比级。

精度：±1~3% FS（满量程），适合 ppm 级微量氧检测。

特点：

成本低、便携性好，适合现场快速检测；

传感器寿命有限（通常 1~3 年），需定期更换；

对气体流速、温度敏感，需恒温处理。

应用场景：电力行业（如 SF₆气体中氧含量检测）、食品包装（惰性气体中残氧分析）、实验室气体纯度验证。

二、氧化锆法

原理：基于氧化锆固体电解质在高温下的氧浓差电势特性（能斯特方程），通过测量电势差计算氧浓度。

典型技术：高温氧化锆法（工作温度 600~850℃）。

测量范围：0~100%（从微量到常量氧均可测）。

精度：±1~2% FS，适合中高浓度氧检测。

特点：

无需耗材，寿命长（可达 5 年以上）；

响应快（<10 秒），但需预热至高温（通常 30 分钟）；

对气体中的粉尘、腐蚀性成分敏感，需预处理。

应用场景：冶金行业（高炉煤气、热处理炉氧含量监控）、陶瓷烧制（窑炉气氛控制）、环保领域（燃烧效率优化）。

三、顺磁法

原理：利用氧气的顺磁性（比 N₂、CO₂等气体高数十倍），通过不均匀磁场中氧分子对敏感元件的推动作用检测浓度。

典型技术：磁压式、磁机械式（如哑铃式传感器）。

测量范围：0~100%（主要用于常量氧或高浓度氧，如 21% 左右的空气氧含量）。

精度：±0.5~1% FS，适合高精度常量检测。

特点：

响应极快（<5 秒），可实时连续监测；

不受气体化学性质干扰，但受压力、流速波动影响大；

结构复杂，成本较高。

应用场景：空分设备（氧气纯度监测）、生物发酵（反应罐氧含量控制）、化工流程（氧化反应监控）。

四、激光光谱法（TDLAS）

原理：基于可调谐半导体激光吸收光谱技术，利用氧气在特定波长（如 760nm）的光吸收特性，通过朗伯 - 比尔定律计算浓度。

典型技术：TDLAS（可调谐半导体激光吸收光谱）。

测量范围：0~1000ppm（部分型号可至百分比级）。

精度：±0.5~1% FS，最高精度级别。

特点：

高选择性（仅对氧气响应，不受 CO、H₂等背景气体干扰）；

免维护、耐恶劣环境（高温、高压、高粉尘）；

成本高，需专业调试。

应用场景：半导体制造（高纯气体中微量氧检测）、航空航天（燃料系统氧含量监控）、深冷行业（液氧纯度分析）。