Come funziona un analizzatore di ossigeno?

L'industria automobilistica, chimica, petrolchimica o metallurgica, la ricerca scientifica o medica, i mestieri legati alla produzione di energia o alla protezione dell'ambiente... Questi sono solo alcuni dei principali settori che fanno ricorso a un'ampia gamma di tecnologie, in particolare in termini di strumentazione eanalisi dei gas.

Tecnologie di misurazione dell'ossigeno gassoso

Queste tecnologie hanno fatto passi da gigante negli ultimi due decenni. In questo articolo facciamo una panoramica dei principi di misurazione dell'ossigeno più usati oggi nell'industria e nella ricerca. Ti mostreremo i pro e i contro di ogni tecnologia di analisi dell'ossigeno.

Le tecnologie di misurazione dell'ossigeno più utilizzate sono le seguenti:

• Analizzatore di ossigeno paramagnetico
• Analizzatore elettrochimico di ossigeno
• Analizzatore di ossigeno allo zirconio
• Analizzatore di ossigeno laser

Che cos'è un analizzatore di ossigeno paramagnetico? 

I vantaggi dell'analizzatore di ossigeno paramagnetico con rilevamento ottico:

• Questo metodo gode di ottima reputazione.
• L'analizzatore di ossigeno paramagnetico con rilevamento ottico è spesso richiesto dalle normative locali o dai regolamenti di settore.
• La cella è compatta.
• Si tratta di uno strumento metrologico efficiente, poco soggetto alle interferenze di altri composti gassosi.

Gli svantaggidell'analizzatore di ossigeno paramagnetico con rilevamentoottico:

• Tuttavia, è relativamente fragile a causa della meticolosità del montaggio con i manubri.
• Caro da acquistare e sostituire in caso di danneggiamento accidentale.

Analizzatore di ossigeno paramagnetico con micro-misuratore di portata massica

Quando il campione gassoso viene posto in un campo magnetico, le molecole di ossigeno vengono attratte. Ne risulta una pressione che viene rilevata da un microflussimetro di massa.

I vantaggi dell'analizzatore di ossigeno paramagnetico con micro-misuratore di portata massica:

• L'analizzatore di ossigeno paramagnetico con microflussimetro di massa è rinomato per la sua robustezza, poiché da un lato non vi è alcun contatto tra l'elemento di rilevamento e il gas da misurare e dall'altro non vi sono parti in movimento.
• È anche veloce.
• È poco soggetto alle interferenze incrociate.
• Beneficia di un'ampia dinamica di scala.

Gli svantaggi dell'analizzatore di ossigeno paramagnetico con micro-misuratore di portata massica:

• L'analizzatore di ossigeno paramagnetico con micro-misuratore di portata massica richiede invece l'uso permanente di un gas di riferimento (spesso azoto).

Che cos'è un analizzatore di ossigeno elettrochimico?  

I vantaggi dell'analizzatore di ossigeno elettrochimico:

• Robusto.
• Compatta.
• Poco costosa.
• Poco soggetta a interferenze grazie all'elettrolita acido utilizzato.

Gli svantaggi dell'analizzatore di ossigeno elettrochimico:

• La cella elettrochimica dell'ossigeno presenta lo svantaggio di deteriorarsi con l'uso. È quindi necessario sostituirla periodicamente.

Che cos'è un analizzatore di ossigeno allo zirconio?

I vantaggi dell'analizzatore di ossigeno allo zirconio:

• La sua robustezza è comprovata da decenni.
• L'analizzatore di ossigeno allo zirconio è preciso e stabile; gli intervalli di calibrazione sono molto distanziati (fino a 6 mesi, o addirittura un anno).
• L'elemento sensibile non è un materiale di consumo e ha una durata fino a 5 o addirittura 10 anni.
• Il costo della soluzione è relativamente basso.
• L'elemento sensibile è regolato ad alta temperatura (800 °C), quindi è possibile utilizzarlo sia per l'analisi di gas freddi che per quella di gas caldi e umidi.

Gli svantaggi dell'analizzatore di ossigeno allo zirconio:

• Il rovescio della medaglia di una tecnologia riscaldata: l'analizzatore deve essere in grado di dissipare il calore. Nella versione estrattiva, è meno facile da installare in un analizzatore multigas e spesso richiede un piccolo alloggiamento esterno, da montare separatamente all'interno del sistema.
• A causa della tecnologia stessa, basata sulla ionizzazione ad alta temperatura, non è possibile utilizzare un analizzatore di ossigeno allo zirconio per misurare la concentrazione di ossigeno in un gas combustibile.

Che cos'è un analizzatore di ossigeno laser?

I vantaggi dell'analizzatore di ossigeno laser:

• L'analizzatore di ossigeno laser offre prestazioni senza pari, in particolare in termini di stabilità della calibrazione, dinamica della scala e interferenze incrociate.
• Nella versione in situ, presenta il vantaggio di non avere alcun elemento a contatto con il gas da misurare. È quindi possibile analizzare gas, ad esempio umidi e/o molto polverosi.
• Infine, presenta una certa robustezza grazie all'assenza di parti in movimento.

Gli svantaggi dell'analizzatore laser: 

• Il principale svantaggio dell'analizzatore di ossigeno laser rimane il suo prezzo. Anche se negli ultimi 25 anni questa tecnologia si è ampiamente diffusa, rimane comunque un'alternativa costosa alle tecniche più tradizionali.
• Nella versione in situ, deve anche essere costantemente spurgato con un gas privo di ossigeno. Il più delle volte si tratterà di azoto. Tranne che ad alte temperature, poiché in questo caso la riga di assorbimento analizzata è specifica al di sopra di una certa temperatura.