1. 磁機械式氧分析儀
1.1磁機械式氧分析原理：由于氧氣分子具有較強的順磁性，氧氣分子會向著磁場增強的方向移動。通過兩種不同的氧含量氣體在磁場作用下所形成的的壓力差，并根據(jù)機械原理采用一根極為靈敏的鋼絲來懸吊啞鈴球，兩種不同的氧含量氣體在磁場中的壓力差會使偏移，而啞鈴球偏轉(zhuǎn)角度與混合氣體中含氧量濃度成正比，并由特定的光源、反射鏡以及感光原件所組成單元準確地測定出啞鈴球的偏轉(zhuǎn)角度，進而確定混合氣體中氧含量的百分比。
1.2磁機械式氧分析特點：
（1）磁力機械式氧分析儀利用氧的順磁性直接測量氧氣濃度，測量常量氧及微量氧（×10-3級）的濃度，在測量中不受被測量樣品氣導熱性、密度等變化的影響，且響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好。
（2）氧氣的體積磁化率是壓力、溫度的函數(shù)，在樣氣預(yù)處理的過程中需要除去一些會對測量帶來嚴重干擾的強順磁性氣體、較強逆磁性氣體和水分及雜質(zhì)。樣氣中的壓力、溫度、粉塵、焦油、水汽的變化及環(huán)境溫度的變化，都會對測量結(jié)果帶來影響。可通過調(diào)節(jié)金屬轉(zhuǎn)子流量計的流量來使樣氣的壓力保持穩(wěn)定。環(huán)境溫度及整個檢測部件均應(yīng)在工作在設(shè)定的溫度范圍內(nèi),各種型號的磁力機械式氧分析儀均帶有溫度控制系統(tǒng) 以保證檢測部件在恒溫條件下工作。
（3）振動會削弱磁性材料的磁場強度,多將檢測部件的敏感部分安裝在防振裝置中,儀器安裝位置也應(yīng)避開振源。電氣線路不允許穿過檢測部件的敏感部分，以防電磁干擾和振動干擾。
2.磁壓力式氧分析儀
2.1 磁壓力式氧分析儀原理：利用被測氣體中的氧分子在磁場作用下壓力發(fā)生變化來進行測量。一般為在同一磁場中，同時引入兩種磁化率不同的氣體，樣氣從入口進入測量室，而參比氣（空氣、氮氣或氧氣）經(jīng)入口進去后分兩路進入測量室，在參比氣的兩個通道間有一根連接管，中間安裝有微流量傳感器。當電磁鐵通電勵磁時，其周圍形成一個磁場，導致參比氣右側(cè)通道內(nèi)的氣體和氧氣中的氧分子被磁場吸引發(fā)生偏轉(zhuǎn)后再流出樣品池，這樣就造成參比氣右側(cè)壓力升高。參比氣兩路氣壓不對等，從而推動參比氣逆時針流動并穿過微流量傳感器產(chǎn)生信號。當電磁鐵斷電去磁時，磁場消失，因壓力差氣體會順時針流動反向穿過微流量傳感器并產(chǎn)生輸出信號。當采用一定頻率的通斷電流對電磁鐵反復勵磁和消磁，便可在測量橋路中得到交流波動信號，信號波動的幅值正比于樣氣中的氧氣含量。當參比氣體確定后，參數(shù)均為已知數(shù)值，被測氣體氧的濃度與壓差就有線性關(guān)系，從而可以準確測量氧含量。
2.2 磁壓力式氧分析儀特點：
（1）磁壓式氧分析儀內(nèi)部無熱源存在，所以樣氣的熱導率、比熱或內(nèi)部摩擦都不會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。
（2）該分析儀的傳感器位于參比氣路中，不直接與樣氣接觸，因此也避免了樣氣對微流量傳感器的腐蝕，使得儀器的抗腐蝕性能大大提高。
（3）該分析儀采用了參比氣，將被分析氣樣與參比氣在測量室混合后再排出，當測量室系統(tǒng)壓力發(fā)生變化時，參比氣與樣氣中的氧分子數(shù)量同時變化，因而也就消除了系統(tǒng)內(nèi)部氣壓變化所造成的影響。
（4）該分析儀的樣氣流路較短，且信號是以壓力傳遞的方式所產(chǎn)生，因此對樣氣濃度的變化響應(yīng)速度較快。
（5）該分析儀多設(shè)計了一路參比氣路，儀器的內(nèi)部構(gòu)造相對其他形式的磁氧分析儀而言更復雜，也增加了氣路泄漏的風險。
（6）該分析儀必須使用參比氣，因此這種儀器的使用成本相對較高，也給這種分析儀的維護和使用工作帶來了困難。參比氣一般選用三種濃度的氣體，即純氮氣、空氣和純氧。參比氣體必須干燥、潔凈，輸出壓力控制在0.2~0.4 MPa，可由氣瓶提供，也可使用空分自產(chǎn)氣源。參比氣濃度與樣氣中的氧含量之差最好不要超過 50%（V/V），因此當選用純氮氣和空氣做參比氣時，一般用這種儀器分析低氧含量;當選用純氧做參比氣時，一般用這種儀器分析高氧含量。無論選用儀器的何種量程，校正零位時必須使用與參比氣氧含量一致的氣體來進行。
3.熱磁式氧分析儀
3.1 熱磁式氧分析儀原理：
在一個中間有通道的環(huán)形氣室內(nèi)，外面均勻繞著電阻絲，電阻絲通入電流后既起到加熱的作用，同時又是測量溫度變化的感溫元件。電阻絲從中間一分為二，作為兩個相鄰的橋臂電阻r1、r2，與固定電阻R1、R2組成測量電橋。在中間通道的左側(cè)設(shè)置一對小電極，以形成恒定的不均勻的磁場。待測氣體從底部人口進人環(huán)形氣室后，由于受到磁場的吸引而進入水平通道，當它處于磁場強度最大的區(qū)域時，也同時被電阻絲加熱。在加熱區(qū)被測氣體溫度升高，電阻絲溫度降低。被加熱的氣體由于溫度升高，體積磁化率將急劇下降，受磁場的吸引力也就大為減弱。而其后冷態(tài)的順磁性氣體在磁場的作用下繼續(xù)被吸引到磁場強度最大的區(qū)域，這就對先前已受熱的順磁性氣體產(chǎn)生向右方向的推力，使其流動而脫離磁場區(qū)域。如此周而復始，形成"磁風"。當被測氣體的磁化強度（即氧含量）越大，形成的"磁風"越強，帶走電阻絲的熱量就越多，電阻絲的阻值就變化越大，阻值的變化與被測氣體中的氧含量呈正比關(guān)系，因此可對被測氣體中的氧含量進行測量。
2.2 熱磁式氧分析儀特點：
（1）熱磁式氧分析儀的測量信號是基于被測氣體在儀器測量室內(nèi)形成的"磁風"與傳感器熱量交換的結(jié)果，因而該儀器對樣氣的流量最為敏感，因此最好能設(shè)置穩(wěn)流裝置。
（2）當樣氣中存在導熱性較大的氣體（如氫氣、氨氣、甲烷等）時，將產(chǎn)生較大的干擾，若干擾氣體含量穩(wěn)定，可在校正時進行補償修正;若干擾氣體含量經(jīng)常變化則應(yīng)預(yù)先清除這些氣體，否則測量誤差較大。
（3）熱磁式氧分析儀一般分為垂直通道型和水平通道型，前者分析高氧含量，后者分析低氧含量。為提高儀器的靈敏度，有的儀器設(shè)計成將樣氣與熱敏元件全部或部分直接接觸，這樣對樣氣的干燥性和潔凈度要求較高（因為樣氣中很可能存在腐蝕性氣體），這樣就限制了儀器的使用范圍。
4. 結(jié)語