文档介绍：DeltaF 高精度氧分析仪性能简介
作者:张丙新 (北京赛思瑞泰科技有限公司,北京 100054)
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1 概述
在气体生产及应用过程中,氧含量的检测往往是作为一项主要的检测项目,通常包括常量、微量及超低微
量这样一个浓度范围很宽的检测范围。正因为氧含量的检测如此重要,所以国内外不少厂家研制了各种不
同种类的仪器产品。但是,对于某些重要客户来说,要对气体中氧含量精确检测,得到准确的含量数据,
就需要一种技术先进、功能较完善、适用范围宽广,同时能够完成高精度测量的氧分析仪器。而库仑电解
式氧分析仪就是一种比较理想的首选仪器。本文仅以美国 DeltaF 公司氧分析仪系列为例,介绍这种仪器的
性能及应用情况。 8 K6 ?4 g" K Y . b( ]- w
2 库仑电解式氧分析仪工作原理 5 L; ?: K6 B$ {) Z$ h: V+ `
。样品中的氧在电极上进行还原氧化反应交换
电子产生电流。 这项技术被广泛认为是目前测量含氧量最精确的方法, 因为它不消耗传感器电极和电解液,
不会引起漂移并且无需更换传感器。氧传感器的工作原理及配置参见图 1。样品气体流过样气管路进人传
感器。氧分子通过 Bi—strata 扩散阻挡层后达到阴极。样品气体中的氧在阴极处发生电化学反应被还原成:
O2+2H2O+4e 一一 4OH 电解液中含有氢氧化钾 (KOH) 帮助氢氧根离子迁移至阳极。在阳极处氢氧根 (OH-)
被氧化重新形成氧分子排出。 4OFI--O2+2H2O+4e- 传感器电极上加以  的直流电压,驱动氧化还
原反应的进行。 最终产生的电流值正比于样气中氧含量。信号经过处理后以 ppm 或 ppb 的单位显示于前面
板。当极性电压被关掉威氧分子的氧化还原反应也将终止。
DeltaF 公司的专利产品 STAB-EL 电极系统。STAB-EL 系统允许样气中含有 CL2、
HCI 、C02 、S02、H2S、NOx 等酸性成分存在时仪器也能够正常运行。 STAB-EL 电极系统是由带有一对特
殊的测量电极的传感器构成的。这对特殊的电极被称为第二对电极,为该公司的专利产品,如图 1 所示。
其中阳极在电解液槽中,而阴极则在传感器室中。在电极之间有一定量电流流过。电极浸在电解液中与传
感器结合在一起。酸性气体与 KOH 的中和反应所产生的阴离子被迁移到阳极,阳离子被吸引到阴极。在第
二对电极上有持续稳定的电流流过时,产生定量的水电解反应。由于钾离子与 OH- 浓度非常接近,测量池
内有足够的氢氧根离子以帮助氧传感器进行电化学反应。在这个系统中,在传感器室内不会产生过多的酸
性物质。他们都被迁移到电解液池中而不被积累。传感器内部几何形状的设计充分考虑到防止不需要的阴
离子反渗透到测量室内。
。铂系列氧分析仪
在氧传感器中采用了 Bi-StrataTM 气体扩散阻挡层。这个阻挡层是由一定数量孔的薄盘组成的。每个孔形
成一个圆柱形空间。样气充满了这个空间,而氧分子必须穿过这个柱形空间才能到达传感器电极