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氧分仪流量的注意事项

一、核心原理：为什么流量如此重要？

1.响应速度与滞后性：

仪器需要时间将新的样品气“推送”到传感器反应室。流量过低，气体在管道中停留时间长，仪器对浓度变化的响应会变慢，产生测量滞后。这在过程控制中是致命的。

2.传感器工作原理需求：

氧化锆传感器：需要持续的气流带走测量腔内的残余气体，并为参比侧提供空气（如果不是直插式）。流量不稳会影响其热平衡和扩散速率。

电化学传感器：依赖于氧气通过小孔或隔膜扩散到感应电极。外部流量的变化虽然不直接改变扩散速率，但能确保传感器接触的气体是新鲜且具代表性的。流量过低会导致传感器“困在”已反应过的气体中，读数失真。

3.防止环境气体渗入：

维持一个适度的正压和流出，可以防止外界空气通过管道接头或排气口反向扩散到系统中。这对于测量低浓度氧气（如惰性气体中的微量氧）至关重要，微量的空气渗入都会导致读数严重偏高。

4.热量与水分管理（对某些类型）：

对于需要高温工作的氧化锆传感器，稳定的气流有助于维持探头温度稳定。同时，气流也能带走可能冷凝的水分或其他污染物。

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

1. 遵循制造商推荐的流量范围

典型范围：通常在 0.5 ~ 2.0 升/分钟 (L/min) 之间。有些微型传感器可能只需几百毫升/分钟。

务必查阅仪器说明书并严格遵守。

2. 保持流量稳定

流量的稳定性比其绝对值更为关键。波动流量会导致波动的读数。

使用流量控制装置：

必装件：在气体进入分析仪之前，必须安装精密针阀和转子流量计或质量流量控制器 (MFC)。

针阀+流量计：经济实用，可手动调节并观察流量。

质量流量控制器 (MFC)：精度最高，能自动维持流量恒定，不受上游压力波动影响，是高级应用的理想选择。

3. 流量与压力的协同控制

正确顺序：先稳压，再稳流。

1.使用减压阀将入口压力稳定在一个固定值。

2.然后使用针阀或MFC来精确调节到所需的流量。

确保出口畅通：和微氧仪一样，氧分仪的出口不能堵塞。必须有一个畅通的排气路径，以维持流路的稳定。出口背压过高会直接影响入口流量和传感器内部的压力环境。

4. 针对不同测量范围的特别考虑

测量常量氧（如20.6%～25%）：

流量要求相对宽松，但仍需稳定。主要目标是保证响应速度和气体代表性。

测量微量氧（<1000 ppm，甚至ppb级）：

要求极高。除了稳定流量外，还必须：

保证正压：整个取样系统必须保持微正压，严防空气渗入。

使用小流量：通常使用较低的流量（如200-500 mL/min）以减少对取样系统的扰动和降低渗漏风险。

充分吹扫：在初次连接或更换气瓶后，需要用样品气以正常流量对整个取样管路和仪器进行长时间、充分的吹扫，以置换掉系统中残留的空气和水分。这个过程可能需要数小时甚至更长时间，直到读数稳定。

5. 校准时的流量控制

黄金法则：在校准和正常测量时，必须使用完全相同的流量。

如果校准时流量是1.0 L/min，而测量时变为0.5 L/min，会导致校准曲线发生偏移，从而引入测量误差。

三、流量相关的常见错误与故障

1.无流量控制：直接将气源接到仪器上，任凭压力波动导致流量剧烈变化，这是最糟糕的做法。

2.流量过低：

症状：响应极其缓慢，读数长期漂移，在测量低浓度氧时读数始终偏高（因空气渗入）。

风险：传感器可能“窒息”，无法反映真实的过程变化。

3.流量过高：

症状：对氧化锆传感器，可能冷却探头，影响测量精度和寿命；对电化学传感器，可能造成物理冲击；浪费载气；在系统中产生不必要的压降。

4.流量波动：

症状：读数不稳定，跳动，无法捕捉真实趋势。

5.吹扫不充分：

症状：在测量微量氧时，读数长期居高不下，无法达到预期底数。这是最常见的疑难杂症之一。

为了正确处理压力问题，请遵循以下清单：

查阅手册：确认仪器的推荐流量范围。

安装控制装置：在仪器入口安装针阀和流量计（或MFC）。

先稳压，再调流：确保入口压力稳定后再调节流量。

保持出口畅通：确保排气顺畅，无背压。

校准与测量流量一致：严格遵守此原则。

充分吹扫（微量氧测量）：为新系统或更换气源预留足够的吹扫时间。

定期检查：定期观察流量计读数，确保其稳定在设定值。

通过精细地控制流量，您的氧分仪才能发挥其最佳性能，提供快速、准确、稳定的氧气浓度数据。

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