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压力对微氧仪的注意事项

一、核心原理：为什么压力会影响微氧仪？

微氧仪最常用的传感器是电化学传感器。压力影响的核心在于它改变了扩散到传感器内的氧气分压。

1.氧气分压定律（道尔顿分压定律）：

混合气体的总压力等于各组分气体分压之和。氧气分压 (pO2) = 总压力 (P) × 氧气浓度 (C)。

2.传感器工作原理：

电化学传感器通过测量扩散进入其内部的氧气分子产生的电流来工作。扩散速率直接与氧气分压 (pO2) 成正比，而不是与体积浓度 (C) 成正比。

定义：在特定温度下，单位体积空气所能容纳的最大水蒸气质量。超过这个限度，多余的水蒸气就会凝结成液态水（如露水、雾）。

3.压力影响的本质：

当样品气总压力 (P) 升高时，即使氧气浓度 (C) 不变，氧气分压 (pO2) 也会升高。这会导致更多氧气扩散进入传感器，仪器读数会偏高。

当样品气总压力 (P) 降低时，氧气分压 (pO2) 降低，扩散进传感器的氧气减少，仪器读数会偏低。

例如，在2个大气压下，同样的氧气浓度，其分压是在1个大气压下的2倍，仪器读数也可能会接近原来的2倍。

二、重要注意事项与正确操作方案

针对压力的影响，有以下几种主流的处理方案，需要根据您的应用场景选择和操作。

方案一：稳压与泄压（最常用、最关键的措施）

这是保证测量准确的前提。必须在仪器的气体入口端建立一个稳定且已知的压力环境。

1.使用减压阀和压力调节器：

如果气源来自高压钢瓶，必须使用精密减压阀，将出口压力调节到一个较低且稳定的值（例如 5-15 psi，或 0.3-1.0 bar）。

核心特点：它是一个比率，强烈依赖于温度。因为它同时受到分子（绝对湿度）和分母（饱和湿度，随温度变化）的影响。

绝对禁止将高压气源直接、快速地接入微氧仪，这会瞬间击穿或损坏传感器。

2.安装排气和背压阀：

在仪器的气体出口端，安装一个背压阀或针阀。

这个阀门的目的是在测量池或流路中建立一个微正压，并确保气体出口畅通地排向大气（或低压环境）。

作用：防止管道憋压，维持传感器内部压力稳定，并与校准时的压力条件一致。

3.确保流量稳定：

  使用流量计和针阀控制入口流量。过大的流量会在流路中产生压降和波动。通常微氧仪要求的流量很低（例如 200-500 mL/min）。请参考仪器说明书。

方案二：进行压力补偿（高精度测量必备）

如果无法保证测量时的压力与校准压力完全一致，或者过程压力本身就在波动，就必须启用压力补偿功能。

1.原理：

仪器内部或外部安装一个压力传感器，实时监测样品气的实际压力。

然后根据公式自动修正读数： 校正后的浓度 = 仪器显示浓度 × (校准时的压力 / 当前实际压力)

2.操作：

选择带压力补偿功能的仪器：购买时确认此功能。

正确校准：校准时，必须在校准压力下进行。通常校准压力就是常压。

正确安装压力传感器：确保压力探头能真实反映传感器所在位置的气体压力。

方案三：校准与测量条件一致

必须在相同的压力条件下进行校准和测量。

如果您的工艺过程是在略高于常压的条件下运行的，那么校准时也应在这个相同的微正压下进行。这样，即使没有压力补偿，也能获得准确的读数。

绝对避免在常压下校准，然后直接用于带压的管道测量，反之亦然。

三、压力相关的常见错误与故障

1.高压冲击：直接连接高压气源是导致传感器立即报废的最常见原因。务必先通过减压阀和放空管路将压力降下来。

2.压力波动：即使平均压力正确，频繁的压力波动也会导致读数跳动不稳，加速传感器老化。确保气路压力稳定。

3.负压（抽吸）测量：

用泵在仪器出口抽吸样品气是非常危险的操作。这会在传感器内部产生负压，可能导致：

读数严重偏低（氧气分压降低）。

外部空气泄漏进入气路，污染样品，导致读数偏高。

对于某些液态电解质的传感器，负压可能导致电解质被倒吸出来，损坏传感器和气路。

正确做法：始终采用正压推送的方式。将样品气通过减压和稳压后，从仪器入口送入，出口自然排放。

总结清单

为了正确处理压力问题，请遵循以下清单：

确认工况压力：了解样品气的压力范围（最大、最小、正常值）。

使用减压阀：从高压气源取样时，必须使用。

保持出口畅通：安装背压阀并确保出口排大气，维持稳定低压。

控制稳定流量：使用流量计和针阀。

启用压力补偿：如果过程压力有变化，务必使用此功能。

校准压力与测量压力一致：牢记这一黄金法则。

严禁高压冲击和负压抽吸：保护好您精密的传感器。

通过妥善管理压力，您的微氧仪才能提供可靠、准确的数据，并拥有更长的使用寿命。

型号和量程

GPL-1200-L: 0 ~ 1000ppb, 10/100/1000ppm O2

GPL-1200-M: 0 ~ 10/100/1000ppm,25% O2

GPL-1200-H: 0 ~ 100/1000ppm,0~1%/25% O2

型号和量程

GPL-2300(Ex)-L: 0 ~ 1/2/5/10% O2

GPL-2300(Ex)-M: 0 ~ 1/5/10/25% O2

GPL-2300(Ex)-H: 0 ~ 1/5/25/99+1 O2

GPL-2300(Ex)-MO: 0/50/80/90至99+1 O2

型号和量程

GPL-2500(Ex)-L ：0 ~1/2/5/10% O2

GPL-2500(Ex)-M ：0 ~1/5/10/25% O2

GPL-2500(Ex)-H ：0~1/5/25/99+1% O2

GPL-2500(Ex)-MO ：0 /50/80/90~99+1% O2