科普|测氧含量的仪器

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测氧含量的仪器是用于检测和分析气体中氧气浓度的设备。这些仪器在多个领域都有广泛的应用，包括工业、**、环境监测等。以下是一些常见的测氧含量仪器及其特点：
1.电化学氧传感器：这是常用的便携式和固定式氧气监测器的工作原理。电化学传感器包含一个电解质和两个或三个电极。当氧气分子通过传感器的透气膜时，它们在电极上发生氧化还原反应，产生电流，电流的大小与氧气浓度成正比。
2.磁力计法：氧气是一种顺磁性气体，意味着它会被磁场吸引。磁力计法利用了氧气的这一特性，通过测量磁场中氧气对磁场的扰动来确定氧气的浓度。
3.红外吸收光谱法：虽然氧气本身不吸收红外线，但某些红外线波长下的光可以被氧气影响。这种方法通常用于测量高浓度的氧气，比如纯氧系统中的检测。
4.顺磁氧分析仪：这种仪器基于氧气的顺磁性。它使用一个磁场和一个悬挂的空心球体(通常是玻璃制成)。氧气的存在会改变球体在磁场中的平衡位置，这种变化可以被测量并转换为氧气浓度读数。
5.色谱法：气相色谱法可以用来精确测量混合气体中的各种成分，包括氧气。气体样品被注入色谱柱，其中不同气体成分以不同速度移动，然后通过检测器进行检测。
6.激光吸收光谱技术：利用激光束穿过待测气体，特定波长的激光会被氧气吸收。通过测量激光强度的变化，可以计算出氧气的浓度。
7.氧化锆氧分析仪：这是一种基于固体电解质氧传感器的仪器。仪器中的核心部件氧化锆管是以氧化锆掺以一定比例的氧化钇或氧化钙，经高温烧结而形成稳定的氧化锆陶瓷烧结体。由于氧化钇或氧化钙分子的存在，其立方晶格中存在氧离子空穴，在高温下是良好的氧离子导体。当氧化锆管两侧气体中氧含量不同时，两侧电极上由于正负电荷的堆积而形成一定的电势。
8.氧浓度测定仪：这是一种专门用于测定医学设备和医学环境中氧气浓度的仪器。根据氧浓度测定原理的不同，主要分电化学氧分析法、氧化锆浓差电位法和顺磁测氧法三类。
在选择测氧含量仪器时，需要考虑的因素包括精度要求、成本、响应时间以及是否需要便携性等。例如，在工业安全、潜水、航空航天和**领域，通常使用电化学传感器或顺磁氧分析仪来实时监测氧气水平。而在科研领域，可能更倾向于使用红外吸收光谱法或激光吸收光谱技术来获得更高的精度。