АНАЛИЗАТОРЫ КИСЛОРОДА

Анализаторы кислорода применяются практически во всех отраслях промышленности, однако можно выделить следующие основные применения:

• Газоразделительные установки для производства кислорода (0-100%, 98-100%);
• Анализ исходящих и дымовых газов теплоэнергетических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятий (0-1000 ppm, 0-21%);
• Газоразделительные установки для производства особо чистых газов (Ar, N₂, H₂, He). Измерение остаточного кислорода (0-10000 ppm).

Технология применяется для анализа концентрации кислорода на процентном уровне. Технология основана на парамагнитных свойствах кислорода, который может втягиваться в область магнитного поля, в отличие от многих других газов.

1. Между парами полюсов постоянных магнитов расположены сферы, заполненные азотом. Сферы закреплены на коромысле, которое может вращаться на упругой металлической нити. На оси коромысла закреплено зеркало. Кислород из газовой смеси, втягивающийся в область магнитного поля, начинает выталкивать сферы с азотом и коромысло отклоняется.
2. Сферы с коромыслом окружены токоведущим контуром. При пропускании тока через контур создается магнитное поле, которое возвращает коромысло в начальное положение равновесия.
3. Величина тока, необходимого для удержания коромысла в положении равновесия, пропорциональна концентрации кислорода в анализируемом газе.

1. Мембрана из диоксида циркония, расположенная в ячейке, подогревается до температуры, при которой достигается необходимая подвижность ионов кислорода. С одной стороны мембраны подается эталонный газ, в котором с необходимой точностью известно содержание кислорода. С другой – мембраны подается исследуемая газовая смесь.
2. Ионы кислорода начинают диффундировать через мембрану в направлении газа с меньшей концентрацией кислорода. При этом на одной стороне мембраны накапливается положительный заряд, а на другой - отрицательный.
3. На поверхности мембраны напылены электроды, при помощи которых можно измерить накопившиеся заряды. Согласно уравнению Нернста, по величине зарядов определяется отношение концентраций кислорода, находящегося в газах с двух сторон мембраны.

1. Кислород проходит через тефлоновую мембрану и вступает в химическую реакцию на поверхности катода:
   4е + 2Н2О + О2 > 4ОН^-
2. . На аноде протекает следующая химическая реакция:
   2ОН^-+ Pb > PbО + Н2О + 2е
3. Суммарная реакция представляет собой процесс окисления:
   2Pb + О2 > 2PbО
4. В результате такого взаимодействия между анодом и катодом возникает разность потенциалов. Напряжение между электродами прямо пропорционально концентрации кислорода.