كيف يعمل محلل الأكسجين؟

إن صناعات السيارات والصناعات الكيميائية والبتروكيماوية والبتروكيماوية والمعدنية والبحوث العلمية والطبية وإنتاج الطاقة وحماية البيئة ليست سوى بعض القطاعات الرئيسية التي تتطلب مجموعة واسعة جدًا من التقنيات، لا سيما فيما يتعلق بأجهزةالغاز والتحليل.

تقنيات قياس الأكسجين الغازي

وقد تطورت هذه التقنيات بشكل كبير خلال العقدين الماضيين. نستعرض هنا مبادئ قياس الأكسجين الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في الصناعة والأبحاث اليوم. وسنشير إلى مزايا وعيوب كل تقنية من تقنيات تحليل الأكسجين.

تقنيات قياس الأكسجين الأكثر استخدامًا هي :

• محلل الأكسجين شبه المغنطيسي
• محلل الأكسجين الكهروكيميائي
• محلل أكسجين زركونيا
• محلل الأكسجين بالليزر

ما هو محلل الأكسجين البارامغناطيسي؟

مزايا محلل الأكسجين البارامغناطيسي مع الكشف البصري:

• تتمتع هذه الطريقة بسمعة جيدة جداً.
• غالبًا ما يكون محلل الأكسجين البارامغناطيسي مع الكشف البصري مطلوبًا بموجب اللوائح أو الحرف المحلية.
• الخلية مضغوطة.
• إنها أداة قياس عالية الأداء، مع تداخل ضئيل للغاية من المركبات الغازية الأخرى.

عيوب محلل الأكسجين البارامغناطيسي مع الكشف البصري:

• ومع ذلك، فهي هشة نسبياً بسبب التجميع الدقيق للأثقال.
• باهظة الثمن للشراء والاستبدال في حالة حدوث تلف عرضي.

محلل الأكسجين شبه المغنطيسي مع مقياس تدفق الكتلة الدقيقة

عندما توضع عينة الغاز في مجال مغناطيسي، تنجذب جزيئات الأكسجين. وينتج عن ذلك ضغط يتم اكتشافه بواسطة مقياس التدفق الدقيق للكتلة.

مزايا محلل الأكسجين البارامغناطيسي مع مقياس التدفق الكتلي الدقيق:

• يشتهر محلل الأكسجين البارامغناطيسي المزود بمقياس التدفق الدقيق للكتلة بمتانته، حيث لا يوجد تلامس بين عنصر الاستشعار والغاز الذي يتم قياسه، ولا توجد أجزاء متحركة.
• كما أنه سريع أيضاً.
• يعاني قليلاً من التداخل التبادلي.
• تستفيد من النطاق الديناميكي الكبير.

مساوئ محلل الأكسجين البارامغناطيسي مع مقياس التدفق الكتلي الدقيق :

• من ناحية أخرى، يتطلب محلل الأكسجين البارامغناطيسي المزود بمقياس تدفق الكتلة الدقيقة استخدامًا دائمًا لغاز مرجعي (غالبًا ما يكون النيتروجين).

ما هو محلل الأكسجين الكهروكيميائي؟

مزايا أجهزة تحليل الأكسجين الكهروكيميائية :

• متينة.
• مدمجة.
• غير مكلفة.
• لا يخضع للتداخلات بفضل الإلكتروليت الحمضي المستخدم.

عيوب أجهزة تحليل الأكسجين الكهروكيميائية :

• من عيوب خلية الأكسجين الكهروكيميائية أنها تتحلل أثناء استخدامها. ولذلك ينبغي استبدالها بشكل دوري.

ما هو محلل الأكسجين الزركوني؟

مزايا محلل الأكسجين الزركونيا :

• تمت تجربة متانتها واختبارها لعقود من الزمن.
• محلل الأكسجين الزركونيا دقيق ومستقر، مع فترات معايرة تصل إلى 6 أشهر أو حتى سنة.
• العنصر الحساس ليس مستهلكًا وعمره الافتراضي يصل إلى 5 أو حتى 10 سنوات.
• تكلفة الحل منخفضة نسبياً.
• يتم تنظيم العنصر الحساس عند درجة حرارة عالية (800 درجة مئوية)، لذلك يمكن استخدامه لتحليل الغازات الباردة والساخنة والرطبة على حد سواء.

عيوب محلل الأكسجين الزركونيا :

• الجانب السلبي للتكنولوجيا المسخنة هو أن المحلل يجب أن يكون قادرًا على تبديد حرارته. إن النسخة الاستخراجية أقل سهولة في تركيبها في محلل متعدد الغازات وغالباً ما تكون موضوع صندوق خارجي صغير، يتم تركيبه بشكل منفصل داخل النظام.
• وبسبب التقنية نفسها، القائمة على التأين بدرجة حرارة عالية، لا يمكن استخدام محلل الأكسجين الزركوني لقياس تركيز الأكسجين في غاز الوقود.

ما هو محلل الأكسجين بالليزر؟

مزايا أجهزة تحليل الأكسجين بالليزر :

• يوفر محلل الأكسجين بالليزر أداءً لا مثيل له، خاصةً من حيث ثبات المعايرة والنطاق الديناميكي والتداخل التبادلي.
• يتميز الإصدار الموضعي بميزة عدم وجود جزء ملامس للغاز الذي يتم قياسه. لذلك من الممكن تحليل الغازات التي تكون، على سبيل المثال، رطبة و/أو متربة للغاية.
• وأخيراً وليس آخراً، فهي قوية لعدم وجود أجزاء متحركة.

عيوب محلل الليزر : 

• العيب الرئيسي لأجهزة تحليل الأكسجين بالليزر هو سعرها. فعلى الرغم من أن هذه التكنولوجيا أصبحت متاحة على نطاق أوسع بكثير على مدى السنوات الـ 25 الماضية، إلا أنها لا تزال بديلاً مكلفاً عن التقنيات التقليدية.
• في النسخة الموضعية، يجب أيضًا تطهيرها بشكل دائم بغاز خالٍ من الأكسجين. وعادةً ما يكون هذا الغاز هو النيتروجين. باستثناء درجات الحرارة العالية، عندما يكون خط الامتصاص الذي يتم تحليله محددًا فوق درجة حرارة معينة.