氧氣分析儀是一種工業(yè)在線(xiàn)過(guò)程分析儀表，不僅廣泛應用于加熱爐、化學(xué)反應容器、地井、工業(yè)制氮等場(chǎng)合中混合氣體內氧氣濃度的檢測,還大量用于鍋爐內水中溶解氧、污水處理裝置外排水溶解氧的檢測。那么氧氣分析儀的測量原理都有哪幾種呢？
(1)熱磁式氧分析儀
其原理是利用煙氣組分中氧氣的磁化率特別高這一物理特性來(lái)測定煙氣中含氧量。氧氣為順磁性氣體(氣體能被磁場(chǎng)所吸引的稱(chēng)為順磁性氣體)，在不均勻磁場(chǎng)中受到吸引而流向磁場(chǎng)較強處。在該處設有加熱絲，使此處氧的溫度升高而磁化率下降，因而磁場(chǎng)吸引力減小，受后面磁化率較高的未被加熱的氧氣分子推擠而排出磁場(chǎng)，由此造成“熱磁對流”或“磁風(fēng)”現象。在一定的氣樣壓力、溫度和流量下，通過(guò)測量磁風(fēng)大小就可測得氣樣中氧氣含量。
由于熱敏元件(鉑絲)既作為不平衡電橋的兩個(gè)橋臂電阻，又作為加熱電阻絲，在磁風(fēng)的作用下出現溫度梯度，即進(jìn)氣側橋臂的溫度低于出氣側橋臂的溫度。不平衡電橋將隨著(zhù)氣樣中氧氣含量的不同，輸出相應的電壓值。
(2)氧化鋯傳感器式氧分析儀
氧化鋯(ZrO2)是一種陶瓷，一種具有離子導電性質(zhì)的固體。在常溫下為單斜晶體，當溫度升高到1150℃時(shí)，晶型轉變?yōu)榱⒎骄w，同時(shí)約有7%的體積收縮;當溫度降低時(shí)，又變?yōu)閱涡本w。若反復加熱與冷卻，ZrO2就會(huì )破裂。因此，純凈的ZrO2不能用作測量元件。如果在ZrO2中加入一定量的氧化鈣(CaO)或氧化釔(Y2O3)作穩定劑，再經(jīng)過(guò)高溫焙燒，則變?yōu)榉€定的氧化鋯材料，這時(shí)，四價(jià)的鋯被二價(jià)的鈣或三價(jià)的釔置換，同時(shí)產(chǎn)生氧離子空穴，所以ZrO2屬于陰離子固體電解質(zhì)。ZrO2主要通過(guò)空穴的運動(dòng)而導電，當溫度達到600℃以上時(shí)，ZrO2就變?yōu)榱己玫难蹼x子導體。
在氧化鋯電解質(zhì)的兩面各燒結一個(gè)鉑電極，當氧化鋯兩側的氧分壓不同時(shí)，氧分壓高的一側的氧以離子形式向氧分壓低的一側遷移，結果使氧分壓高的一側鉑電極失去電子顯正電，而氧分壓低的一側鉑電極得到電子顯負電，因而在兩鉑電極之間產(chǎn)生氧濃差電勢。此電勢在溫度一定時(shí)只與兩側氣體中氧氣含量的差(氧濃差)有關(guān)。若一側氧氣含量已知(如空氣中氧氣含量為常數)，則另一側氧氣含量(如煙氣中氧氣含量)就可用氧濃差電勢表示，測出氧濃差電勢，便可知道煙氣中氧氣含量。
(3)燃料電池法氧分析儀
燃料電池法氧分析儀采用*密封的燃料池氧傳感器是當前國際上Z先進(jìn)的測氧方法之一。燃料池氧傳感器是由高活性的氧電極和鉛電極構成，浸沒(méi)在KOH的溶液中。在陰極氧被還原成氫氧根離子，而在陽(yáng)極鉛被氧化。
KOH溶液與外界有一層高分子薄膜隔開(kāi)，樣氣不直接進(jìn)入傳感器，因而溶液與鉛電極不需定期清洗或更換。樣氣中的氧分子通過(guò)高分子薄膜擴散到氧電極中進(jìn)行電化學(xué)反應，電化學(xué)反應中產(chǎn)生的電流決定于擴散到氧電極的氧分子數，而氧的擴散速率又正比于樣氣中的氧含量，這樣，該傳感器輸出信號大小只與樣氣中的氧含量相關(guān)，而與通過(guò)傳感器的氣體總量無(wú)關(guān)。通過(guò)外部電路的連接，反應中的電荷轉移即電流的大小與參加反應的氧成正比例關(guān)系。
采用此方法進(jìn)行測氧，可以不受被測氣體中還原性氣體的影響，免去了許多的樣氣處理系統。它比老式“金網(wǎng)-鉛”原電池測氧更快速，不需要漫長(cháng)的開(kāi)機吹除過(guò)程，“金網(wǎng)-鉛”原電池樣氣直接進(jìn)入溶液中，導致儀器的維護量很大，而燃料電池法樣氣不直接進(jìn)入溶液中，傳感器可以非常穩定可靠的工作很長(cháng)時(shí)間。事實(shí)上，燃料電池氧傳感器是*免維護的。
(4)電化學(xué)式氧氣分析儀
一種化學(xué)類(lèi)的氣體分析儀表。它根據化學(xué)反應所引起的離子量的變化或電流變化來(lái)測量氣體成分。為了提高選擇性，防止測量電極表面玷污和保持電解液性能，一般采用隔膜結構。
常用的電化學(xué)式分析儀有定電位電解式和伽伐尼電池式兩種。定電位電解式分析儀的工作原理是在電極上施加特定電位，被測氣體在電極表面就產(chǎn)生電解作用，只要測量加在電極上的電位，即可確定被測氣體*的電解電位，從而使儀表具有選擇識別被測氣體的能力。
伽伐尼電池式分析儀是將透過(guò)隔膜而擴散到電解液中的被測氣體電解，測量所形成的電解電流，就能確定被測氣體的濃度。通過(guò)選擇不同的電極材料和電解液來(lái)改變電極表面的內部電壓從而實(shí)現對具有不同電解電位的氣體的選擇性。
