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Paramagnetische Zellen Technologie für unser paramagnetisches O2-Analysegerät

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Paramagnetische Zellen Technologie für unser paramagnetisches O2-Analysegerät

Paramagnetische Zellen Technologie für unser paramagnetisches O2-Analysegerät

Sauerstoff ist ein paramagnetisches Gas und wird von einem starken Magnetfeld angezogen. Da es sich bei dieser Messung um einen rein physikalischen Effekt handelt, wird nichts verbraucht und die Zelle hat im Prinzip eine unbegrenzte Lebensdauer. Eine Verunreinigung der Zelle durch Staub, Schmutz, ätzende Stoffe oder Lösungsmittel kann jedoch zu einer Verschlechterung führen. Der Messbereich liegt in der Regel zwischen 0,05 % und 100 %O2.

Theorie

Das Funktionsprinzip des paramagnetischen Sensors beruht auf der paramagnetischen Suszeptibilität des Sauerstoffmoleküls, einer physikalischen Eigenschaft, die Sauerstoff von den meisten anderen Gasen unterscheidet. Der Sensor besteht aus zwei mit Stickstoff gefüllten Glaskugeln, die an einer rotierenden Aufhängung befestigt sind. Diese Baugruppe ist in einem starken Magnetfeld aufgehängt. Der Sauerstoff im umgebenden Gas wird vom Magnetfeld angezogen, wodurch eine Kraft auf die Glaskugeln ausgeübt wird. Die Stärke des auf die Suspension wirkenden Drehmoments ist proportional zum Sauerstoffgehalt der umgebenden Gase.
Abbildung 1: Paramagnetische Zelle

Prinzip der Arbeitsweise

Siehe Abbildung 1 oben. Das Messsystem ist "nullsymmetrisch". Zunächst wird die in Stickstoff gemessene "Null"-Position der Aufhängung durch einen Fotosensor erfasst, der von einem an der Aufhängung befestigten Spiegel reflektiertes Licht empfängt. Der Ausgang des Fotosensors wird zu einer Spule um die Aufhängung zurückgeführt. Mit diesem Feedback werden zwei Ziele erreicht. Wenn Sauerstoff in die Zelle eingeleitet wird, wird das auf die Aufhängungsbaugruppe wirkende Drehmoment durch ein rückspeicherndes Drehmoment aufgrund des Rückstroms in der Spule ausgeglichen. Der Rückkopplungsstrom ist direkt proportional zur magnetischen Volumensuszeptibilität des Probengases und damit, nach Kalibrierung, zum Sauerstoffpartialdruck in der Probe. Daher liefert der Strom eine genaue Messung der Sauerstoffkonzentration im Gasgemisch. Zweitens "versteift" die elektromagnetische Rückkopplung die Aufhängung, dämpft sie stark und erhöht ihre Eigenfrequenz, wodurch die Aufhängung stoßunempfindlich wird.

Kalibrierung

Da das Gerät nach einem absoluten Messprinzip arbeitet, ist nach dem Bau und der Werkskalibrierung keine weitere Werkskalibrierung erforderlich. Die Werkskalibrierung besteht aus der Kalibrierung der Elektronik, um das Eingangssignal von der Detektionszelle zu akzeptieren, und der Überprüfung, ob das Gerät dann an Luft 20,9 % korrekt anzeigt. Anschließend wird das Gerät auf die korrekte Ablesung des 100%igen Sauerstoffgehalts überprüft.

Anwendungen

Der paramagnetische O2-Analysator kann für die Messung von Sauerstoff in Gasen oder Gasgemischen in einem Bereich von 0-100% verwendet werden. Die Systech Illinois PM700 Sauerstoffanalysatoren bieten vom Benutzer wählbare Messbereiche: 0-2%, 0-10%, 0-30%, 0-100%, 98-100% und 20-22%. Bei Sauerstoffreinheitsmessungen im Bereich von 98-100% muss ein absoluter Druckregler verwendet werden.

Störeffekte

Einige andere Gase sind ebenfalls paramagnetisch, und ihr Vorhandensein im Gasstrom kann eine falsche Anzeige verursachen. Die Auswirkungen sind in den meisten Fällen relativ gering. Die nachstehende Tabelle zeigt die paramagnetische Wirkung von Hintergrundgasen bei 20oC in 100%iger Konzentration:
Störendes GasInterferenz-Effekt
(100% Interferent)(% 02)
N20-0.20
CO2-0.26
H2O-0.03
Halothan-1.93
Isofluran-1.97
Enfluran-1.97
Desfluran-2.10
Sevofluran-2.90
Chloroform-1.37
Helium0.29
NO42.56
NO25.00
Das PM700 wird von industriellen Gasproduzenten, industriellen Gasverbrauchern und zur Sicherheitsüberwachung eingesetzt.
AnmeldungVerwendet
Gasproduzentenzur Sicherstellung der Produktqualität; Überwachung der Sauerstoffreinheit oder durch Messung einer Sauerstoffverunreinigung.
Gasverbraucheroder Gewährleistung der Produktqualität zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit von Schutzgasdecken zur Überwachung von Sauerstoff in kontaminierten Gasströmen.
Lebensmittelverpackungenum sicherzustellen, dass in einer Arbeitsatmosphäre, in der es zu Sauerstoffmangel kommen kann, ausreichend Sauerstoff vorhanden ist.
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