氧气分析仪在PSA型制氮机中的应用

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6 p+ \3 u0 E) s3 C) j3 W+ q空气是我们每天都呼吸着的“生命气体”其主要成分是氮气和氧气。按照体积分数计算，其中氮气约为78%，氧气约为21%。另外的1%空气成分包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有气体，体积分数约为0.934%，约为0.034%的二氧化碳，约为0.002%的水蒸气、杂质等其他物质。
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虽然这些气体都是透明且无色无味也无法轻易让人们察觉，但是它对我们人类的生存和生产有着重要影响。例如：氧气是支持人类和地球上所有动物的呼吸机体，人们的工业生产：炼铁炼钢、合成氨工艺、火箭助燃等都需要大量氧气而是都是在生产中直接从空气中提取所需氧气;绿色植物的呼吸作用也需要氧气。可见氧气对于所有需氧生物来说是必须的。


氮气在大气中含量虽多于氧气，但是由于它是一种惰性气体，其性质不活泼，常用作保护气体，如：瓜果，食品，灯泡填充气。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化，用氮气填充粮仓，可使粮食不霉烂、不发芽，长期保存。


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随着工业的迅速发展，氮气在化工、电子、冶金、食品、机械等领域获得了广泛的应用，我国对氮气的需求量每年以大于8%的速度增加。 氮气的化学性质不活泼，在寻常的状态下表现为很大的惰性，不易与其他物质发生化学反应。因此，氮气在冶金工业、电子工业、化工工业中广泛的用来作为保护气和密封气，一般保护气的纯度要求为99.99%，有的要求99.998%以上的高纯氮。但是纯净的氮气无法从自然界直接汲取因此为了更好的提高氮气在工业生产的利用率，企业主要采用空气分离法。空气分离法中包括：深冷法、变压吸附法(PSA)、膜分离法。下面工采网小编就来简单介绍一下氧气分析仪在PSA型制氮机中的相关应用。

PSA型制氮机原理

PSA（Pressure Swing Adsorption）译为：变压吸附。PSA是一种新的气体分离技术，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开，它是以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称PSA制氮。该技术自60年代末70年代初在国外已经得到迅速的发展。
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PSA制氮机的特点
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+ Y% s3 k4 l- a1 A" J* R1、成本低：PSA工艺是一种简便的制氮方法，开机后几分钟产生氮气，能耗低，氮气成本远远低于深冷法空分制氮和市场上的液氮。
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6 S( S4 ^' ~# U4 S0 @2、性能可靠：进口微电脑控制，全自动操作，无需要特别训练的操作人员，只需按下启动开关，就可自动运转，达到连续供气。

" U( E4 z; u8 j' g! X  \; F/ e3、氮气纯度高：由仪器检测微量氧、微量水，确保所需氮气纯度，纯度可达9999%。
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4、选用优质进口分子筛：具有吸附容量大，抗压性能强，使用寿命长等特点。

5、高品质的控制阀门：优质的进口专用气动阀门可以保证制氮设备可靠地运转。
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制氮机的工作流程
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制氮机的工作流程是由可编程控制器控制三个先导电磁阀，再由电磁阀分别控制八个气动管道阀的开、闭来完成的。三个先导电磁阀分别控制左吸、均压、右排状态。左吸、均压、右排的时间流程已经存储在可编程控制器中当流程处于左吸状态时，控制左吸的电磁阀通电，先导气接通左吸进气阀、左吸产气阀、右排气阀，使得这三个阀门打开，完成左吸过程，同时右吸附罐解吸。当流程处于均压状态时，控制均压的电磁阀通电，其它阀关闭；先导气接通上均压阀、下均压阀，使得这两个阀门打开，完成均压过程。从上文的PSA型制氮机原理我们可知变压吸附制氮机的吸附罐，在压力高时，碳分子筛吸附空气中的氧，而不易被吸附的氮气成为产品；在压力低时，氧从碳分子筛中脱附出来。利用压力的变化，就能有效地从空气中分离出所需要的氮气。其中，在测试氮气中的氧气浓度的时候，因为大多是都是微量级别的，所以工采网推荐了一款美国Southland 氧气分析仪 - OMD-640。

OMD-640氧气分析仪结合了坚固的便携式设计, 使得用户界面变得简单易懂，同时其设计也使该仪器成本效益变高，维护成本降低，主要体现在分析仪携带一个8G的可移动USB闪存驱动器，通过.csv (Excel)文件格式记录数据，用户使用仪器大约50年才耗尽存储。OMD-640氧气分析仪带有一个0 - 1ppm的全尺度低量程，测量量程更低，精度更高。分析仪在阳光直射的情况下不需要遮挡或其他方法也可以看清楚屏幕。
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另一方面在OMD-640中使用的氧气传感器是基于电化学燃料电池原理的。所有的氧气传感器制造都是进行了严格的品质检验程序。标配的传感器TO2-133可以在惰性气体中平稳的工作，也可以选择抗酸性的TO2-233传感器。另外传感器是独立的，极少需要维护，也不需要清洁电极或添加电解质。

) B! ~  C+ I6 a美国Southland 氧气分析仪OMD-640参数：

7 o0 i7 K- q  ?# z" R/ @0 w. p) z测量范围        0-1ppm ,0 - 10ppm, 0 - 100ppm, 0 - 1000ppm, 0 - 25%
测量精度        < 1%FS
响应时间T90        < 10S
) Y4 r- Y7 r9 K5 {- {尺寸        277 x254 x124mm
0 R% X: S+ A- Y$ t工作温度        0-50℃
外壳        拉丝不锈钢
* F4 H  w& t7 }. O) ?9 Q气体压力范围        0-50 PSI
质保        12个月
6 P) d% `1 L8 B( P& z重量        5.33Kg
5 I  y6 Q# c/ [& K供电电压        可充电电池   100—240 VAC交流电适配器
传感器寿命        20-25个月
模拟输出        0-1 V
8 [- @3 y# x9 S7 S2 ]数据记录        可移动USB闪存驱动器
样气流量        235-2350ml/mi

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这是空分技术，制取氮气的工艺吗，氮气的纯度能够达到多少，几个9.