[實用新型]電化學式氧氣分析儀

有效

• 申請號: 201020159077.0
• 申請日: 2010-04-09
• 公開（公告）號: CN201689072U
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 王勝利;何勝輝;趙希朋
• 申請（專利權）人: 宇星科技發展(深圳)有限公司
• 主分類號: G01N27/413
• 分類號: G01N27/413
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 李新林

技術領域

本實用新型涉及一種環境污染監測設備，尤其是涉及一種采用電化學方法測氧的電化學式氧氣分析儀。

背景技術

目前氧氣濃度檢測方法有順磁式和氧化鋯式：

一.順磁式

包括熱磁式、磁壓力式、磁機械式等三種氧分析器，通常為在線檢測儀表，用于連續自動分析氣體中的氧含量。其工作原理均基于氧的順磁性。并通過檢測元件將熱磁對流、壓力差、密度梯度轉化為電信號，從而實現被測氣體中氧濃度的測量。缺點；對環境溫度和供電電源有較高的要求，需要有參比氣體且不能有液滴和灰塵之類的雜質，磁力式氧傳感器價格也比較昂貴。

二.氧化鋯式

氧化鋯傳感器在高溫下，當兩側電極間的氧氣含量不同時，兩電極間產生電動勢，構成氧濃差電池，兩電極間反應如下：

陰極反應：O₂+4e→20^2-陽極反應：20^2-→O₂+4e

氧化鋯氧分析器就是利用氧化鋯傳感器的這一特性，將被檢測環境中的氧氣轉換成電信號然后通過電子部件處理，并以濃度值顯示出來。缺點；對環境的要求比較高，需要700度的高溫加熱，需要實時的控制加熱溫度，高溫使得氧傳感器使用壽命較短且安裝不便。

發明內容

針對以上提出的問題，本實用新型目的在于提供一種不受被測氣體中還原性氣體的影響，不需樣氣處理的快速、免維護的電化學式氧氣分析儀。

本實用新型通過以下技術措施實現的，一種電化學式氧氣分析儀，包括人機界面、電路主板、氧傳感器室、密封在氧傳感器室內的電化學氧傳感器、樣氣入口、校檢氣入口、氣體出口，樣氣入口管接有取樣泵，取樣泵的出口管接有過濾器，過濾器的出口管接有流量控制閥，過濾器的出口和流量控制閥的入口之間還與校檢氣入口管接，流量控制閥、氣體出口分別管接在氧傳感室的兩端上；所述電路主板包括控制芯片、電連接在控制芯片上的貯存器、電連接在控制芯片上的A/D轉換模塊，電路主板分別與人機界面、流量控制閥和取樣泵電連接，電路主板上的A/D轉換模塊通過放大補償模塊與電化學氧傳感器電連接。

上述人機界面包括顯示屏和按鍵；電化學氧傳感器包括浸沒在KOH的溶液中高活性的氧電極和鉛電極，KOH溶液與外界有一層高分子薄膜隔開。

上述控制芯片優選嵌入式ATMEGA64L處理器。

為了能將檢測信息上傳給中心站，本實用新型的控制芯片電連接有RS232模塊、RS485模塊、ADSL寬帶模塊、GPRS模塊中的任意一種或任意幾種。

為了能同時檢測其它設備的工作狀態，本實用新型的控制芯片上還電連接有至少一路外部數字開關量信號接入口，該外部數字開關量信號接入口能將與其電連接的外圍設備的開關狀態傳送給控制芯片。

為了能處理其它設備采集的信號，所述A/D轉換模塊與放大補償模塊之間還可電連接有一電流/電壓轉換模塊，該電流/電壓轉換模塊上至少電連接有一路采集接口，該采集接口能采集與其電連接的外圍設備的電流或電壓信號。

本實用新型的工作原理：電化學氧傳感器一般由高活性的氧電極和鉛電極構成，浸沒在KOH的溶液中。在陰極氧被還原成氫氧根離子，而在陽極鉛被氧化。

O₂+2H₂O+4e→40H^-????????2Pb+40H^-→2Pb(OH)₂+4e

KOH溶液與外界有一層高分子薄膜隔開，樣氣不直接進入傳感器，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高分子薄膜擴散到氧電極中進行電化學反應，電化學反應中產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，而與通過傳感器的氣體總量無關。通過外部電路的連接，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系。

采用本實用新型進行測氧，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-鉛”原電池測氧更快速，不需要漫長的開機吹除過程，“金網-鉛”原電池樣氣直接進入溶液中，導致儀器的維護量很大，而燃料電池法樣氣不直接進入溶液中，傳感器可以非常穩定可靠的工作很長時間，可做到完全免維護。