不再支持您的浏览器。
Internet Explorer浏览器与本网站不兼容。
请更新浏览器版本，例如:
Microsoft Edge
Google Chrome
Firefox
Opera
产品询价购物车
我感兴趣的产品
氧气分析仪中使用的电化学电池
氧气分析仪中使用的电化学电池
电化学传感器，也称为燃料电池，可测量气体或气体混合物中氧气的百分比或痕量 (ppm) 水平，并用于 Systech 的氧气分析设备。
针对不同应用优化氧气分析仪
也可提供用于在氢气或含氢气氛中测量的这两种电池类型的变体。 有多种样品池外壳类型，因此可以针对所选的气体分析应用对样品池进行优化。
我们的电化学氧传感器背后的理论
所有电化学氧传感器都是自供电、扩散受限、金属空气电池类型，包括阳极、半固体电解质浆料和空气阴极。 该电池包括一个包含两个电极的外壳、一个带有活性催化剂的扁平 PTFE 胶带、阴极和一块铅（阳极）。 外壳与控制氧气进入细胞的速率的小毛细管分开。
氧气通过与阴极接触的毛细管进入传感器，并立即还原为羟基离子：
O 2 + 2 H 2 O + 4 e– → 4 OH — (1)
然后这些氢氧根离子通过电解质迁移到铅阳极。 羟基离子与铅阳极反应，然后被氧化成氧化铅。
2 Pb + 4 OH — → 2 PbO + 4 e– + 2 H 2 O (2)
当这两个过程发生时，会产生电流，该电流可由仪器测量。 该电流与氧气浓度成正比，可以准确测定氧气以用于气体分析。
氧气分析仪传感器使用寿命
由于电化学反应导致铅阳极氧化，电池的电气/化学性质发生变化，需要定期校准。 铅阳极的氧化也意味着氧气分析仪传感器的寿命有限。 一旦所有可用的铅都被氧化，电池将不再产生输出，必须更换。 因此，传感器暴露的氧气水平越低，它的工作时间就越长。
Systech ppm 电池测量低氧含量的寿命应超过 3 年。 百分比电池，测量空气，应该有大约 5 年的寿命。
气流中的某些成分会增加氧化速率，或形成其他铅化合物，从而缩短传感器的使用寿命。 这些包括 CO2 和 Cl2。 应尽可能避免含有这些气体的气流。
氧浓度或分压的测量
所有 Systech 电化学电池都使用毛细管扩散和测量氧气浓度。 膜式扩散屏障测量分压。
气压对氧气分析仪的影响
电池产生的电流与氧气的体积分数成正比，这与气体压力无关。 然而，如果电池受到压力或小压力脉冲的微小变化，例如通过泵，则可以产生瞬态电流，这将被视为分析仪上氧气读数的变化。
当压力发生变化时，气体被迫通过毛细管屏障（称为大流量）。 这导致流向电池的气体流量增加（或减少），从而导致输出信号出现瞬态。 一旦压力脉冲完成并重新建立扩散条件，瞬态就会迅速稳定下来。 Systech 电池配备了防散流机制，可抑制压力变化，从而显着降低瞬态信号，从而更准确地测量氧气。
压力脉冲对氧气测量的影响
一些泵可以使细胞经受一连串的压力脉冲，这克服了抗大流量装置并导致氧气读数增强。 在这些情况下，有必要设计采样系统以最小化脉冲。
如果压力脉冲足够大，电池屏障将破裂，通常伴随着电解液从电池中泄漏。 如果应用不当，低至 1 Bar 的压力可能会导致过压。 必须小心防止电池过压，因为这种性质的损坏不在 Systech 的保修范围内。
温度对氧气分析设备的影响
电化学电池对温度很敏感，尽管影响相对较小。 将温度从 +20 更改为 –20°C 将导致输出信号损失大约 10%。 为了尽量减少温度变化对氧气测量精度的影响，一些仪器（例如 EC900）的电池内置了温度补偿功能。 其他仪器可以安装温度补偿。
Systech 的氧气分析仪的输出线性
来自 Systech 小区的信号是：
O/P = 常数 * ln[1/(1-C)]
其中 C 是氧气的分数浓度
在实践中，电池的输出在高达 30% 的氧气中是有效线性的。 由于非线性和寿命缩短，氧浓度高于 30% 会带来困难。
Systech 的电化学氧气分析仪具有长期稳定性和低漂移
细胞的设计要求细胞的反应速度应该足以通过毛细管扩散，并且该过程中的所有其他阶段应该明显更快。 Systech 细胞具有高活性电极，因此细胞具有较大的活性储备。 这是确保出色的长期稳定性和低漂移的一个因素。
在气体分析中使用氢电池
氢电池经过专门设计，具有低氢交叉干扰。 它们必须用于氢气和含氢气的气流，包括乙烯等气体。
氢电池可用于任何其他气流，例如氮气，但其较低的信号输出需要对仪器进行修改以显示正确的读数。
载气分子量校正
载气或背景气体的分子量会影响氧气通过毛细管进入细胞的速率。 这将导致取决于载气的相同氧气浓度的不同电流输出。 如果测量载气与校准载气不同，则需要对此差异进行校正。
如需更多信息和计算，请下载完整的讨论说明。
氧气测量流的可接受气体
电化学电池非常耐受需要测量的气流中的许多成分。 这使得这些分析仪特别适合在可能存在许多污染物的碳氢化合物、熔炉和焊接炉中进行测量。 然而，一些化合物会干扰电池的运行，而另一些化合物则通过与电池组件发生反应而缩短电池寿命。
溶剂是一个特殊的问题，它们通常会侵蚀细胞材料，导致毛细管膨胀并阻止氧气到达细胞。 应避免含有溶剂的气流。
酸性气体会干扰电解液的运行，再次妨碍氧气的正确测量。 还应避免含有酸性或腐蚀性化合物的气流。
下面的列表概述了使用 Systech 燃料电池分析仪成功测量的一些气体和一些已知的问题气体。
可接受的气体
氮气、氩气、氦气、氢气*、氙气、SF6、丁二烯*、乙烯*、乙炔*
* 使用 H2 电池
需要特别注意避免的气体
二氧化碳（仅限低浓度）
一氧化碳*（缩短电池寿命）
氯 (Cl2)、氨、乙醛*、乙二醇*、甲醛*、氯乙烯*、甲基二氧戊环*、硫化氢 (H2S)
* 浓度低于 5ppm 时可接受
对于涉及上述以外气体的应用，请联系 Systech 寻求建议。
电化学氧分析仪的工业应用
Systech 电化学分析仪被工业气体生产商、工业气体用户用于安全监测。
| 应用 | 用途 |
| 天然气生产商 | 用于通过测量氧杂质来确保产品质量。 |
| 燃气用户 | 确保惰性气体保护层的可靠性 确保用作生产材料的气体的质量 用于监测和控制焊接炉、熔炉和制造过程中的氧含量 |
| 安全监控 | 以确保工作气氛中存在足够的氧气，而工作气氛可能会变得缺氧。 |