El método paramagnético es un principio de medición que utiliza el paramagnetismo extremadamente fuerte (*1) del oxígeno. Cuando el oxígeno está presente en un campo magnético no homogéneo, es atraído por el campo magnético más fuerte. El tipo magneto-neumático del analizador de oxígeno utiliza esta propiedad para detectar la cantidad de oxígeno atraído como presión. Este analizador utiliza electroimanes como fuerza magnética y se divide en métodos de medición simple y doble según la cantidad de conjuntos de electroimanes en la celda del campo magnético. En ambos métodos se utiliza un detector de micrófono de condensador (*2) para la detección de presión.
(*1) Paramagnetismo: Material que no está magnetizado en ausencia de un campo magnético, pero que está magnetizado en la dirección del campo magnético cuando hay un campo magnético presente.
(*2) Detector de micrófono de condensador: Este detector utiliza un micrófono de condensador como sensor. Un micrófono de condensador consta de un diafragma y una placa de fijación. Cuando se produce una diferencia de presión entre los lados izquierdo y derecho del diafragma, la distancia entre el diafragma y la placa de fijación cambia. Este cambio de distancia se toma como el cambio de capacitancia del condensador y se detecta la diferencia de presión.
El principio de medición utiliza el paramagnetismo extremadamente fuerte del oxígeno. Cuando el oxígeno (un gas paramagnético) está presente en un campo magnético, es atraído por el campo magnético más fuerte y aumenta la presión en esa área. En general, el aumento de presión (ΔP) en ese momento se puede expresar mediante la siguiente ecuación
ΔP = 1/2 H2 · X ·
(H : intensidad del campo magnético X : susceptibilidad magnética de un gas de paramagnetismo (oxígeno) C : diferencia de concentración entre un gas de paramagnetismo (oxígeno) y un gas portador (aire/nitrógeno))
Se detecta este aumento de presión y se mide la concentración de oxígeno.
El cambio de presión causado por el oxígeno en el gas de muestra en el electroimán ON/OFF se propaga al detector de micrófono del condensador fuera de la célula de campo magnético por un gas portador, y la concentración de oxígeno se mide por el cambio de presión detectado correspondiente a la concentración de oxígeno.
La propagación de la presión al detector por el gas portador limpio garantiza mediciones estables a largo plazo, ya que los gases corrosivos en el gas de muestra y los contaminantes en la celda de campo magnético no entrar en contacto con el detector. Además, cuando se utiliza la atmósfera como gas portador, no se requiere un cilindro N2.
Figura 1-1: Estructura y principio de funcionamiento de un método paramagnético de tipo magneto-neumático (campo magnético único) de un analizador de oxígeno
Es lo mismo que un campo magnético único.
Además del funcionamiento en campo único, cuando un electroimán está encendido, el otro está apagado, y esto se repite alternativamente.
Esta operación cambia la dirección de la presión aplicada al micrófono de condensador en el detector, lo que permite detectar el doble de la cantidad de señal en comparación con un solo campo magnético. Al detectar el doble de la cantidad de señal, se puede obtener un resultado de medición más sensible en comparación con un solo campo magnético.
Figura 1-2: Estructura y principio de funcionamiento de un método paramagnético de tipo magneto-neumático (doble campo magnético) de un analizador de oxígeno
Los analizadores que utilizan el método paramagnético de tipo magneto-neumático se utilizan para medir de forma continua la concentración de oxígeno en gases de escape y gases de proceso en diversos campos.
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