顺磁气体存在,这是中间通道内没有气体通过,电阻丝r1、r2没有热量损失,电阻丝由于流过恒定电流而保持一定的阻值。当被测气体中含有氧气时,左侧支流中的氧受到磁场吸引而进入中间通道,从而形成热磁对流,然后由通道右侧排出,随右侧支流流向上端出口。环形气室右侧支流的氧因远离磁场强度区域,受不到磁场的吸引,加之磁风的方向是自左向右的,所以不可能由右端进入中间通道。
由于热磁对流的结果,左半边电阻丝r1的热量有一部分被气流带走而产热量损失。流经右半边电阻丝r2的气体已经是受热气体,所以r2没有或略有热量损失。这样就造成电阻丝r1和r2因温度不同产生的阻值差异,从而导致测量电桥失去平衡,有输出信号产生。被测气体中氧含量越高,磁风的流速就越大,r1和r2的阻值相差就越大。测量电桥的输出信号就越大。由此可见,测量电桥输出信号的大小就反映了被测气体中氧含量多少。
环形垂直通道检测器
环形垂直检测器与环形水平通道检测器的结构是一样的,只是将环形气室的中间通道沿顺时针方向旋转了90℃。这样做的目的是为了提高分析仪的测量上限。中间通道为垂直状态后,在通道中除有自上而下的的热磁对流作用力FM外,还有热气体上升而产生的由下而上自然对流作用力Fr,,两个作用力的方向正好相反。在被测气体没有氧气存在时,中间通道没有热磁对流,只有自下而上的自然对流,此上升气流先流经桥臂电阻r2,使r2产生热量损失,而r1没有热量损失。为了使仪器刻度始点为零,此时应将电桥调至平衡,测量电桥输出信号为零。随着被浊气体氧含量的增加,中间通道就有了自上而下的热磁对流产生,此时的热磁对流会削弱自然对流。随着热磁电流的逐渐加强,自然对流的作用会越来越小,电阻丝r2的热量损失也越来越小,其阻值逐渐加大,测量电桥失去平衡而有信号输出。氧含量越高,输出信号越大。当氧含量由0达到某一值时:FM=Fr,热磁对流完全抵消自然对流,此时,中间通道内没有气体流动,检测器输出特性曲线出现拐点,曲线斜率*大,检测
器的灵敏度达到*大值。当氧含量继续增加,FM > Fr,热磁对流大于自然对流,这时,中间通道内的气流方向改为由上而下,之后的情况与水平通道相似。
由此可见,在环形垂直通道检测器的中间通道中,由于自然的存在,削弱了热磁对流,以至在氧含量很高的情况下,中间通道内的磁风流速不是很大,从而扩展了仪器测量上限值。实验证明:这种检测器,在氧含量100的情况下,仍能保持较高的灵敏度。