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氧分仪的相应速度

氧分仪的响应速度直接影响到过程控制的及时性和测量的准确性。

响应速度通常用 T90 或 T95 来表示，即从气体浓度发生一个阶跃变化开始，到仪器显示值达到变化量的90%或95%所需的时间。

一、核心概念：什么是响应速度？

响应速度衡量的是氧分仪对氧气浓度变化的反应快慢。它通常分为几个阶段：

1.初始响应时间：仪器首次检测到变化信号的时间。

2.T63.2：达到变化量63.2%的时间，相当于一阶系统的时间常数。

3.T90：最常用的指标，达到变化量90%的时间。

4.T95：达到变化量95%的时间。

5.全量程响应时间：从0%到100%或反之所需的时间。

二、影响响应速度的关键因素

1. 传感器本身的原理和设计

传感器类型：

电化学氧电池：通常响应较慢，T90 一般在 10~30秒 之间。微型氧电池（用于医疗、安全）可以做到更快（<10秒）。

氧化锆传感器：响应非常快，T90 可以达到 1~5秒，甚至更低。这是因为它在高温（700℃左右）下工作，化学反应和扩散速度极快。

顺磁传感器：响应速度也较快，通常T90在 5~15秒 左右，主要取决于气室设计和流量。

激光氧分析仪：响应速度快，T90可达 1~3秒，且几乎无延迟。

传感器状态：

老化：老化的传感器响应会变慢。

中毒/污染：被硫化物、硅化物等污染后，传感器性能下降，响应速度会显著变慢。

2. 采样系统的影响

采样管线长度和体积：这是最常见的延迟原因。气体从取样点到传感器需要流经一段管路，这段管路会形成一个“气阻-气容”系统，导致传输延迟。管线越长、内径越粗，延迟时间越长。

材料吸附性：使用塑料管等渗透性或多孔性材料，气体分子可能会被管壁吸附和解吸，从而减慢响应。

过滤器：为了保护传感器而安装的除尘过滤器、除油过滤器等，都会增加气体流动的阻力，减缓响应速度。过滤器堵塞时，问题会更严重。

流量：流量过低会导致系统置换缓慢，响应变慢且容易受环境泄漏影响。通常需要将流量稳定在一个推荐值（如1-2 L/min）。

3. 气体基质和工况

气体背景：从一种气体切换到另一种扩散系数不同的气体时，响应特性会略有变化。例如，从氮气背景切换到氢气背景，由于氢气扩散更快，响应可能会稍快。

压力：压力变化会影响气体的扩散速度。

温度：低温会减缓电化学传感器的反应速率。

三、如何区分类别和优化响应速度

响应延迟：气体从取样点传输到传感器所需的时间。

主要由采样系统决定：管线长度、体积、流量。

传感器响应:传感器本身检测到气体并输出稳定信号所需的时间。

主要由传感器类型、原理和状态决定。

四、实际应用建议

1.明确需求：在选型前，首先要明确您的工艺对响应速度的要求有多高。是秒级、十秒级还是分钟级可接受？

2.查看技术参数：向供应商索要详细的响应时间（T90）数据，并确认该数据是在什么条件下（如流量、步阶变化范围）测试的。

3.系统化设计：

如果要求快速响应，考虑直插式安装的氧化锆分析仪，它消除了采样管线的延迟。

如果必须采用抽取式采样，务必设计一个短、细、直的采样系统，并靠近取样点安装分析仪。

4.现场测试：在仪表安装调试后，可以通过吹扫或切换量程气的方式，现场简单测试其响应速度，看是否满足工艺要求

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