一、S1000系列順磁式氧含量分析儀產(chǎn)品簡(jiǎn)介

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

二、S1000系列應(yīng)用領(lǐng)域

u 科研氧純度檢測(cè)

u 空分高純氧監(jiān)測(cè)

u 冶煉行業(yè)焊接行業(yè)石化行業(yè)

u 燃燒系統(tǒng)的過(guò)剩氧量分析

u 汽車(chē)排放和內(nèi)燃機(jī)檢測(cè)

u 連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的含氧分析

u 監(jiān)測(cè)生物沼氣過(guò)程分析

u 監(jiān)測(cè)低溫氣體和燃燒氣體

三、S1000系列產(chǎn)品特點(diǎn)

n 標(biāo)準(zhǔn)19寸機(jī)箱/小型盤(pán)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(jiǎn)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(cè)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(jiǎn)單

n ppm和mg/m3可選

n 極短預(yù)熱時(shí)間，5分鐘

四、S1000系列工作原理

 氧氣是一種特殊的順磁性氣體，既氧氣在磁場(chǎng)中受到吸引力，在測(cè)量單元中，氧氣的濃度可通過(guò)懸掛在非線性磁場(chǎng)中  的啞鈴的偏轉(zhuǎn)量來(lái)測(cè)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(guò)一光學(xué)裝置，一對(duì)光電池和放  電器來(lái)測(cè)定，啞鈴上饒有線圈，通過(guò)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系列工作原理主要技術(shù)指標(biāo)

u 量程：（可根據(jù)客戶(hù)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(lèi)型：熱磁型、冷磁型

u 防護(hù)等級(jí)：IP65

u zui小分辨率：0.01%

u 測(cè)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)，zui大負(fù)載750Ω

u 繼電器輸出：

ü  6轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)，功能用戶(hù)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(wú)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(duì)濕度

u 供電方式：220V 交流供電，電壓波動(dòng)不超過(guò)20%

u 使用環(huán)境：水平放置，無(wú)強(qiáng)烈震動(dòng)及腐蝕性氣體場(chǎng)合

u 安裝方式：盤(pán)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(chǎng)中具有*的順磁特性的原理制成的一種測(cè)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(chēng)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(duì)流式分析儀三種。

任何物質(zhì)，在外界磁場(chǎng)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(chǎng)中被磁化，其本身會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加磁場(chǎng)，附加磁場(chǎng)與外磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(lái)表示：

                         M＝kH

        式中    M——磁化強(qiáng)度;

                H——外磁場(chǎng)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(chǎng)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(chēng)為順磁性物質(zhì)，它們?cè)谕獯艌?chǎng)中被吸引；k＜0則稱(chēng)為逆磁性物質(zhì)，它在外磁場(chǎng)中被排斥；k值愈大，則受吸引和排斥的力愈大。

常見(jiàn)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(chǎng)中具有*的順磁特性的原理制成的一種測(cè)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(duì)不均勻的磁極，它們的磁場(chǎng)強(qiáng)度梯度正好相反。兩個(gè)空心球（俗稱(chēng)啞鈴）置于兩對(duì)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(cè)樣氣由入口進(jìn)入氣室后，它就充滿(mǎn)了氣室。兩個(gè)空心球被樣氣所包圍，被測(cè)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(duì)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(cè)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(cè)氣體中氧含量的多少。

對(duì)啞鈴球偏轉(zhuǎn)角度的測(cè)量，大多是采用下圖所示的光電系統(tǒng)來(lái)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(cè)樣氣不含氧時(shí)，空心球處于磁場(chǎng)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zui終輸出也為零。

當(dāng)被測(cè)樣氣中有氧存在時(shí)，氧分子受磁場(chǎng)吸引，沿磁場(chǎng)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(chǎng)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(cè)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(cè)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(duì)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(duì)氧的順磁性直接測(cè)量的分析儀，在測(cè)量中，不受被測(cè)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(cè)量精度較高，測(cè)量誤差可低至±0.1%O2。
   ③靈敏度高，除了用于常量的測(cè)量以外，還可用于微量氧（O2‰）的測(cè)量。
2、注意事項(xiàng)：
   ①磁力機(jī)械式氧分析儀基于對(duì)磁化率的直接測(cè)量，像氧氮等一些強(qiáng)磁性氣體會(huì)對(duì)測(cè)量帶來(lái)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(cè)量誤差。如氙氣，若樣品中含有較多的這類(lèi)氣體，也應(yīng)予以清除或?qū)y(cè)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(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)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(lái)說(shuō)，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(cè)部件在恒溫條件下工作。
   ③無(wú)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(chǎng)強(qiáng)度，因此，該類(lèi)儀器多將檢測(cè)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(kāi)振源并采取適當(dāng)?shù)姆勒翊胧?。另外，任何電氣線路不允許穿過(guò)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(cè)器；

③檢查儀表的氣密性。

④檢查儀表的絕緣電阻；

⑤測(cè)量交流紋波電壓；

⑥測(cè)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(chēng)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(duì)左右兩塊的光照面積相等，儀器輸出為零，為此，測(cè)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(chēng)為粗調(diào)。另外通過(guò)機(jī)械調(diào)節(jié)螺釘改變光電池的位置，仔細(xì)調(diào)整，稱(chēng)之為細(xì)調(diào)。

在裝拆測(cè)量池和更換光源燈泡，儀器*運(yùn)行、測(cè)量過(guò)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。