Model 3000TA微量氧分析仪的优势.pdf

理论与实践
113
Model3000TA微量氧分析仪的优势
郑春丽(云南梅塞尔气体产品有限公司云南玉溪653106)
摘要:云南塞尔气体产品有限公司于2005年新上一套12000m3h空分系统,2008年新上一套1000o03?空分
系统,2012年新上一套18000m.3h空分系统。这三套空分目前设备运行正常,产品氧气、氮气、氩气、液氧、液氮、液氩
的质量产品均符合国家标准,产量达到设计要求。连续在线检测的分析仪表对空分设备的正常运行起着重要作用,三
套分析系统配有各种进∏检测设各,31台进口分析仪器在线监测保证质量产品符合要求
关鍵词:空分系统;在线监测;微量氧分析仪
引言
Model3000T系列使用的传感器是一微燃料电池,该电池
随着市场的不断开发和国家及客户对产品质量要求的不断由 T'eledvne Analytical Instruments公司设计和制造的,为一密封
增高,由英国 SERVOVIEX公司生产的3000微量氧分析仪,测的塑料封装的电化学变送器
量数值0.1-10.0pm,肉国家标准提高且该表稳定性不高,数值
微燃料电池的有效元件是一阴极、一阳极和浸泡它们的
波动较大,不便于空分操作者操作;氧化错传感器的使用寿命在15%KOH电解液。它的原理类似于一个蓄电池,电池将化学反
3-5年内需要更换。而南京能斯特公司的0)-200型氧化错分析应的能量转换为外部电子电路的一个电流。但是,微燃料电池与
仪,测量数值为0.5-1.8pm,灵度和精密度不高,不能准确定蓄电池工作的不同之处在于:蓄电池中,所有的反应物都是在电
值,对高纯产品影响较大。 Teledyne公司的 Model30004做量池内的:而微燃料电池中,其中的一个反应物(氧)米自」设备外
氧分析仪是一种基」做处理器的多功能仪器,使用简单方便,用部。因此,徴燃料电池是介」蓄电池和一个真正燃料电池之间
检测測各种气体中的ppm级的的氧含量,分别用」监测产品氮的。
精氩中的徴量氧。空分要求量程是0-10pm,测量数值为
2.2.2微燃料电池的结构
0.4-1.6pm,优点是稳定性好,精密度高,氧电池更换简单方便,
微燃料电池是一圆柱体,直径11/4”,高度114”。它由惰性
但氧电池寿命一般在2年。
枚强的塑料制成,可以放在任何环境和采样气流中。尽管具一端
2. Model3000TA分析仪介绍
可以透过样气中的氧,它仍具有良好的密封性。电池的另一端是
2.1主要特性
由两个同心金属圆坏组成的触点板,两个圆环与传感器块上的
1)两行阿拉伯数字显示屏,由微处理器控制,连纮提醒或通弹簧触点相配,提供与分析仪其他部分间的电路连接。图2-1显
知桨作者;
示了外部特征。
2)能精确地測量从低ppm到25%的氧含量,大而亮的仪表
电池的顶部是 Ie lion的扩散膜,它的厚度是非常精确控制
读数
的。扩散膜的下面是氧的传感元件--阴极,其表面积大约4cm
3)不锈钢电池块
阴极表面使有情性金属,阴极上有许多孔以确保上表面被电解
4)专为微量测量设计的先进的微燃料电池,保质期1年,期液充分浸润。阳极位于阴极之下,由铅制成,采用了一种可以使
望使用寿命2年(工况较好的空分氧电池的寿命可以达到5年,最大化数量的金属参与化学反成的专利技术。在电池的后部,阳
需根据各空分而定);
极的正下方是一活动的膜,用米适应在电池使用过程中发生的
5)适用范同广:监测惰性气体保护、空气分离利液化、化学内部体积的变化。这种活动性确保了传感膜保持在它正确的位
反应监测、半导体制造、石化过程控制、质量保证.、气体分析鉴置上.保证电子输出的稳定。在阴极上面的扩散膜和阳极下面的
定
后部活动膜之间的空间充满了电解液,阴极和阳极浸泡在这公
6)微处理器控制:8位CMOS微处理器,32 KB RAM和128共池中。它们各自有一个触点与电池底部的触点盘上的外部触
KB ROM
点坏相连。
7)用户可定义的3个输出虽程(从0-10pm到0
2.2.3电化学反应
50000m),可以满足用户需要;
样气通过 Telon膜扩故渗人,样气中的氧分子在阴极表面
8)空气可作为氧浓度为20.9%的量程气;
发生以下半反应而消耗
9)量程自动切换功能可以根据特定测量要求自动选择合遁
O2+2H2O+4c-→40H-(阴极
的量程,于动模式可以使量程固定在用户需要的特定程上
4个电子与1个氧分子结合,在电解液中,生成4个氢氧
1O)有2个可调的浓度报警和1个系统故障报警;
根离了
1)开机或需要时可进行自檢,可迕续监测电源
当氧在阴极消耗的同时,铅在阳极不断地发生以下半反应
12)有RS232串行接口,可用于连接计算机或其他数字通而氧化
讯设备;
Pb+2OII>PI2++I2O+2e-(阳极
13)4个模拟信号输出:2个用于测量(0-lVdc和隔离4
(被氧化时,每个铅原子失去2个电子,因此需要进行2个
20mA),2个用于量程识别
上述半反成オ可以与1个阴极的半反应保持电子转移的平衡,
2.2微燃料电池传感器
输出4个电子
2.,2.1工作原理
当提供了一个外部电路时,从刚极表面释放的电子就会流