在一個密閉的氣室內(nèi),裝有兩對不均勻磁場的磁極,它們的磁場強(qiáng)度梯度正好相反。兩個空心球(內(nèi)充高純潔凈的氮?dú)饣驓鍤猓┲糜趦蓪Υ艌龅拈g隙中,金屬絲帶固定在殼體上,這樣,啞齡球只能以金屬帶為軸轉(zhuǎn)動,而不能上下移動,在啞齡球與金屬帶交點(diǎn)處裝有一平面反射鏡。
被測樣氣由入口進(jìn)入氣室后,它就充滿了氣室。兩個空心球被樣品氣包圍,被測樣品氣的氧含量不同,其體積磁化率的K值也不同,球體所受到的作用力FM就不同。
在被測樣氣不含氧時,空心球處于磁場的中間位置,此時,平面反射鏡將光源發(fā)出的光束均衡地反射在兩光電元件上,兩個光電元件接收的光能相等。一般兩個光電采用差動方式連接,因此,光電組件輸出為零,儀器終輸出也為零。
當(dāng)被測樣氣中有氧存在時,氧分子受磁場吸引,沿磁場強(qiáng)度梯度方向形成氧分壓差,其大小隨氧含量不同而異,該壓力差驅(qū)動空心球移出磁場中心位置,于是,啞鈴球偏轉(zhuǎn)了一個角度,反射鏡隨之偏轉(zhuǎn),反射出的光束也隨之偏移,這時,兩個光電元件接收到的光能量出現(xiàn)差值,光電組件有毫伏電壓信號輸出。被測氣體中氧含量越高,光電組件輸出信號越大。該信號經(jīng)反饋放大器放大作為儀器檢測輸出。
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