Paramanyetik yöntem

Yöntem 1 Paramanyetik yöntem: manyeto-pnömatik tip

Paramanyetik yöntem, oksijenin son derece güçlü paramanyetizmasını (*1) kullanan bir ölçüm prensibidir. Homojen olmayan bir manyetik alanda oksijen bulunduğunda, daha güçlü manyetik alana çekilir. Oksijen analizörünün manyeto-pnömatik tipi, basınç olarak çekilen oksijen miktarını tespit etmek için bu özelliği kullanır. Bu analizör, manyetik kuvvet olarak elektromıknatıslar kullanır ve manyetik alan hücresindeki elektromıknatıs setlerinin sayısına bağlı olarak tek ve çift ölçüm yöntemlerine ayrılır. Her iki yöntemde de basınç tespiti için bir kondansatör mikrofon dedektörü (*2) kullanılır.

(*1) Paramanyetizma: Manyetik alan yokluğunda manyetize olmayan, ancak bir manyetik alan mevcut olduğunda manyetik alan yönünde manyetize olan bir malzeme.

(*2) Kondenser mikrofon dedektörü: Bu dedektör, sensör olarak bir kondansatör mikrofon kullanır. Bir kondansatör mikrofon, bir diyafram ve bir sabitleme plakasından oluşur. Diyaframın sol ve sağ tarafları arasında bir basınç farkı oluştuğunda, diyafram ile sabitleme plakası arasındaki mesafe değişir. Bu mesafe değişimi kondenserin kapasitans değişimi olarak alınır ve basınç farkı tespit edilir.

Yöntem 1-1: Paramanyetik yöntem manyeto-pnömatik tip (tek manyetik alan)

Özellikler

Numune gazı dedektörle doğrudan temas etmediğinden, korozyona ve diğer bozulmalara karşı oldukça dirençlidir, bu da istikrarlı uzun süreli çalışma ve bakım gerektirmeyen çalışma sağlar.
Oksijen konsantrasyonu, numune gazında yanıcı gazlar bulunduğunda bile daha yüksek hassasiyetle ölçülebilir.

Ölçüm prensibi

Ölçüm prensibi, oksijenin son derece güçlü paramanyetizmasını kullanır. Oksijen (bir paramanyetizma gazı) bir manyetik alanda bulunduğunda, daha güçlü manyetik alana çekilir ve o alandaki basınç artar. Genel olarak, o andaki basınç artışı (ΔP) aşağıdaki denklem ile ifade edilebilir

ΔP = 1/2 H₂ ・X・C
(H : manyetik alanın gücü X : bir paramanyetizma gazının (oksijen) manyetik duyarlılığı C : bir paramanyetizma gazı (oksijen) ile bir taşıyıcı gaz (hava/nitrojen) arasındaki fark konsantrasyonu)

Bu basınç artışı tespit edilir ve oksijen konsantrasyonu ölçülür.

Yapı ve çalışma prensibi (Şekil 1-1)

Elektromıknatıs AÇIK/KAPALI konumunda numune gazındaki oksijenin neden olduğu basınç değişimi, bir taşıyıcı gaz vasıtasıyla manyetik alan hücresinin dışındaki kondenser mikrofon dedektörüne yayılır ve oksijen konsantrasyonu, oksijen konsantrasyonuna karşılık gelen algılanan basınç değişikliği ile ölçülür.
Temiz taşıyıcı gaz tarafından dedektöre basınç yayılımı, numune gazındaki aşındırıcı gazlar ve manyetik alan hücresindeki kirleticiler dedektörle temas etmediği için uzun vadeli kararlı ölçümler sağlar. Ek olarak, atmosferi taşıyıcı gaz olarak kullanırken, bir N₂ silindiri gerekli değildir.

Şekil 1-1: Bir oksijen analizörünün paramanyetik yöntemi manyeto-pnömatik tipinin (tek manyetik alan) yapısı ve çalışma prensibi

Yöntem 1-1: Paramanyetik yöntem manyeto-pnömatik tip (çift manyetik alan)

Özellikler

Tek bir manyetik alanın özelliklerine ek olarak, tek bir manyetik alandan daha yüksek hassasiyetli ölçüm elde etmek için iki elektromıknatıs seti dönüşümlü olarak AÇIK / KAPALI konuma getirilir.

Ölçme prensibi

Tek bir manyetik alan ile aynıdır.

Yapı ve çalışma prensibi (Şekil 1-2)

Tek alan işlemine ek olarak, bir elektromıknatıs AÇIK olduğunda diğeri KAPALI'dır ve bu dönüşümlü olarak tekrarlanır.
Bu işlem, dedektördeki kondansatörlü mikrofona uygulanan basıncın yönünü değiştirerek, tek bir manyetik alana kıyasla iki kat daha fazla sinyal algılanmasını sağlar. Sinyal miktarının iki katı tespit edilerek, tek bir manyetik alana kıyasla daha hassas bir ölçüm sonucu elde edilebilir.

Şekil 1-2: Bir oksijen analizörünün paramanyetik yöntemi manyeto-pnömatik tipinin (çift manyetik alan) yapısı ve çalışma prensibi

İlgili ürünler

Paramanyetik yöntem olan manyeto-pnömatik tipi analizörler, çeşitli alanlarda egzoz gazları ve proses gazlarındaki oksijen konsantrasyonunu sürekli olarak ölçmek için kullanılır.