顺磁法测量氧气（O₂）

顺磁氧测量如何工作？

氧气是少数具有强顺磁性的常见气体之一，即会被磁场吸引。氮气、CO₂、CO 和大多数燃烧气体的这一效应很弱，或被磁场轻微排斥。顺磁分析仪以这一差异作为测量原理。

在最常见的设计（哑铃式）中，充氮玻璃球悬挂在磁场内的细线上。氧分子被吸入磁场时对玻璃球施加力，使组件趋于转动。这一转动由光学或电气反馈平衡，反馈信号与氧浓度成正比。

顺磁法的测量对象和应用场合

该方法测量气体混合物中百分比级的氧气。典型应用：

• 锅炉、加热炉和燃烧器的燃烧控制和效率优化
• 烟气排放监测；将测量值修正到基准 O₂ 值
• 惰性气体和工艺气体中的氧监测
• 便携式烟气分析仪中的 O₂ 测量

顺磁法的优势和局限

顺磁法具有选择性；由于测量不消耗传感器，可提供长期稳定性，并避免化学传感器的老化问题。该方法对百分比级氧气给出准确、稳定的结果。

局限：一氧化氮和二氧化氮等顺磁性气体可能造成交叉影响，尽管影响较小。测量池对粉尘和冷凝敏感，因此样品应清洁、干燥，并以恒定流量供应。测量池温度和压力的变化需要补偿。对于痕量（ppm）氧测量，通常优先选用其他传感器技术。

相关标准

顺磁分析作为测量烟气中氧气的标准参比方法列入 EN 14789。

顺磁法的仪器选型

测量范围、样品预处理要求（干燥、清洁的样品）、输出类型和环境条件是决定因素。在燃烧控制和排放监测中，O₂ 值的准确度还会影响所有其他测量的基准修正，因此定期校准十分重要。

Tetra 与顺磁氧分析仪

Tetra 在土耳其提供顺磁氧分析仪的供货、安装、校准和服务。产品范围包括 M&C PMA10、PMA20 和 PMA30 氧分析仪、Thermo Scientific 60i NDIR 多气体分析仪的顺磁 O₂ 选项以及 Mega System Thyris 便携式烟气分析仪。这些仪器可集成到 Tetra 的 CEMS 和样品预处理系统中。