一种延长痕量氧分析仪用电化学氧传感器使用寿命的方法与流程

1.本发明属于工业气体检测分析领域，尤其涉及一种用于延长电化学氧传感器使用寿命的方法。


背景技术：

2.在工业制氧行业，一般采用空气分离方式，生产出高纯度的氧气、氮气、氩气等气体，而在氮气、氩气的生产过程中需要检测其中的剩余的痕量(ppm级别，即百万分比级别)氧气含量作为氮气、氩气的纯度的质量指标。而痕量氧分析仪就是检测氮气、氩气生产过程及最终产品质量的设备，其中电化学氧传感器式痕量氧分析仪，因其检测精度高、响应速度快在空气分离式制氧行业广泛应用，一般检测量程范围0-10ppm o2。该分析仪检测基本原理为电化学法，即采用内部含有可产生化学反应的电解物质的氧传感器作为主要检测部件，流过该传感器的气体中的氧与传感器内部的物质发生化学反应而产生微电流，氧气含量的数值大小与产生的微电流的大小呈对应关系，该电流在分析仪内部处理转换为电势，经电路进行放大、线性化处理，得到氧气含量数据供分析仪本地显示，以及远传至生产过程控制系统dcs进行监控，作为供生产操作人员调整生产过程工况的依据。因此，电化学氧传感器是痕量氧分析仪正常工作的重要部件。
3.由该痕量氧分析仪基本工作原理可知，该电化学氧传感器属于消耗件，一旦传感器内部可与氧气产生化学反应的物质全部反应完毕后，该分析仪将无法正确检测。该分析仪厂家推荐的电化学氧传感器的预期使用寿命约1年，而实际使用寿命由整个使用周期内接触到的氧气总量来决定。
4.现有电化学氧传感器的结构如图1中所示，电化学氧传感器包括设置在连接板1上的阳极2、设置在阳极上方的阴极3和设置在阴极上方的扩散膜4，在阳极和阴极之间，填充有电解液5。电化学氧传感器的有效元件是一阴极、一阳极和浸泡它们的15％液体koh电解液。其原理是采样气通过膜扩散渗入阴极，与传感器内部以金属铅作为阳极在电解液内化学反应形成微电流来工作的。
5.该检测过程的化学反应分子式：
6.阴极半反应式；o2+2h2o+4e-→
4oh-，氧因发生在阴极表面的半反应而消耗；
7.阳极半反应式：pb+2oh-→
pb
+2
+h2o+2e-，铅在阳极不断地被半反应氧化；
8.全反应式：2pb+o2→
2pbo
9.电化学氧传感器的寿命受以下因素影响：
10.(1)流过传感器气体中的氧，
11.(2)传感器中的阳极材料的数量。
12.因此，在电化学氧传感器中阳极材料含铅数量一定的情况下，其使用寿命是由分析仪正常检测的合格产品采样气中的少量氧气和产品调整合格前及停机后采样气中大量氧气共同决定的。理论上在没有氧的情况下，则不产生电流。
13.现有痕量氧分析仪的检测配置示意图如图2中所示，采样气通过采样气阀v1进入
痕量氧分析仪(简称分析仪)，流经安装于分析仪内部的电化学氧传感器，采样气中的氧与电化学传感器内部电解质发生反应，产生微电流，该电流经分析仪信号处理转换部件进行处理，供分析仪就地显示，同时输出4—20ma标准信号送dcs(distributed control system，分布式控制系统)显示对应的氧含量，供生产操作员监控。采样气流出分析仪后经第一流量计fi-1排出，第一流量计可以通过其自带的旋钮阀控制流过分析仪的气体流量，满足分析仪正常检测需求，一般气体流量调整在1.5scfh(standard cubic foot per hour，标准立方英尺/小时，风量单位)。
14.在理论上，停机后，只要关闭采样气阀v1和第一流量计fi-1的旋钮阀即可来切断外界含高含氧量气体与分析仪内部的电化学氧传感器之间的反应消耗。
15.但是实际情况是：即使关闭分析仪进、出口管路(图中用in和out表示分析仪的进、出口管路)上所有的阀门，由于分析仪外部连接管路及分析仪内部管路连接件、接头、阀门等不可能绝对密封，在管路内无流通气体的情况下，存在管路内的余气与管路外界大气(即空气，含氧浓度约20.95％，即209500ppm)逐渐相互渗透的现象，分析仪的检测数据将慢慢升高，直到超出测量范围，说明电化学氧传感器仍然在消耗。
16.因此，采用电化学氧传感器的痕量氧分析仪，一般都配有低含氧量的钢瓶高纯氮气(含氧量约2—3ppm)作为保护气，制氧机停机后，通过关闭第一采样气阀v1，打开钢瓶氮气阀v2，将低含氧量的高纯氮气接通入分析仪，作为被测气体进入分析仪内流通，对分析仪内的电化学氧传感器进行“吹扫”保护。
17.目前在申请人下属某分厂制氧一区共有该类电化学氧传感器式痕量氧分析仪23台，分别用于各套制氧机生产过程和输出的产品氮气、氩气以及后备液氮蒸发器、液氩蒸发器、氮气压缩机的出口气体纯度检测。通常在正常、稳定生产工况下分析仪显示的这些气体中的氧含量在0.2—2ppm(百万分之0.2—2)之间，各台分析仪在不同的正常生产工况条件下有小幅变化。
18.由于制氧机在从开机到生产出合格的产品的过程是到一个缓慢的循序渐进的过程，需要操作人员(简称操作工)通过调节其他变量来使产品纯度逐渐趋向合格，而对各分析仪检测数据的监控是在产品质量调整过程中是重要的手段，从空气中分离出氧、氮、氩产品的纯度是逐渐调整逼近合格值。氧气作为产品氮气、氩气中的杂质，经过精馏后最终含量需要控制在合格线3ppm以内。而操作人员为了尽快调整好产品纯度，过早的将采样气投入痕量氧分析仪检测，观察采样气中含氧量的变化趋势，使得采样气中的含氧量长时间处于较高的浓度，造成电化学氧传感器内部电解质被大量反应而消耗。在制氧机停机后，分析仪被测气体没有立即从采样气切换至保护气，也增加了电化学氧传感器的消耗。这两点是造成该类分析仪的电化学氧传感器非正常需求情况下产生额外消耗，使用寿命低的重要原因。
19.现场使用该类型分析仪台件数量较多，因主线生产节奏的需求，制氧机及其他先关设备的开、停机时间长度不同，开、停机次数不同，而开、停机过程当中都会有大量的氧气对分析仪内传感器造成消耗；而被测点不同，被测对象气体中的氧气含量也各不相同、数值差异较大。因此，每台分析仪内的电化学氧传感器使用寿命无法可靠预先估算出来。而氮气、氩气中的氧气含量是重要产品质量指标，现场不得不储备大量的电化学氧传感器，用于在安装于分析仪内部的电化学氧传感器因化学反应消耗完毕后能立即更换上新的传感器，
以确保每台分析仪能连续的正常工作。并且电化学氧传感器内的电解质在化学反应耗尽前没有办法预知，而只有在传感器耗尽后分析仪检测显示值会突然增大，且无法校准下来的现象。且该电化学氧传感器备件的保质期只有半年时长，所以存在着电化学氧传感器备件备得多则造成过期失效，备得太少则不能满足想所需使用量的需求的现象。
20.针对造成电化学氧传感器非正常需求情况下产生额外消耗的原因，要求操作工根据生产工况及时到现场切换各台痕量氧分析仪的被测气体，采样气含氧量过高时，及时切换回保护气，待工况调整后再次切换至采样气，直至产品合格。
21.但是这种方法需要操作工大量的人工干预，及时、密切的配合，在制氧机开机时的氮气、氩气纯度调整过程中、制氧机故障跳机时、正常停机操作时，需要操作工立即到分析室进行切换操作，特别是在开机的纯度调整时，需要反复多次在过程采样气与钢瓶高纯氮气之间切换操作，而故障跳机时更要快速前往分析室进行保护气的切换正常，此时，操作工还要对其他设备的安全状态进行确认和切断产品对外输送的操作，这些防止生产安全失控和坏质量的气体影响用户的工作更为重要。因此，目前的做法与各操作工的操作习惯和熟练程度有关，对延长传感器的使用寿命有一定效果，但并不十分明显，同时对钢瓶高纯氮的消耗量也较大，需要经常更换新的钢瓶高纯氮气。
22.而设备的维护方面，在电化学氧传感器备件保质期相对较短(半年)，而该电化学氧传感器在每台分析仪内的使用寿命无法可靠确定的情况下，为了确保每台分析仪能连续的可靠工作，只能提前批量的采购该传感器备件，到货后立即对23台分析仪内的传感器进行更换，这样就可能造成还能够正常使用的传感器被提前换下来，浪费量较大。
23.授权公告日为2014年06月11日，授权公告号为cn 203643396u的中国实用新型专利中，公开了一种有效延长传感器使用寿命的电化学微量氧分析仪，其传感器系统包括传感器和具有传感器容纳空间的测试腔，测试腔设置的进气口和出气口连接传感器，进气口和出气口还设置有电磁阀。通过平衡氧分析仪气路内的气体压力，从而大大提高传感器的使用寿命。该技术方案提供了一种能够有效延长电化学传感器使用寿命，且电化学传感器替换快捷的氧分析仪。但其没有针对现场已经在用的分析仪，提出一种切实可行的延长传感器使用寿命的解决方案。
24.如何针对现场已经在用的分析仪，找出一种切实可行的延长现有传感器使用寿命的方法，是实际分析仪器维修维护工作中急待解决的实际问题。


技术实现要素：

25.本发明所要解决的技术问题是提供一种延长痕量氧分析仪用电化学氧传感器使用寿命的方法。其利用现有条件，通过改造其外部采样管路，结合被测气体的生产工艺特点，编制与之相配套的控制程序，利用分析仪的检测数据，通过数个电磁阀的自动切换，实现生产采样气与保护气的自动切换，防止高含氧量气体进入分析仪对电化学氧传感器造成消耗，从而实现了延长电化学氧传感器的使用寿命的发明目的。
26.本发明的技术方案是：提供一种延长痕量氧分析仪用电化学氧传感器使用寿命的方法，其特征是：
27.1)在原有钢瓶氮气出口管路的钢瓶氮气阀v2后，增设第一电磁阀xv1；
28.2)钢瓶氮气经钢瓶氮气阀v2接入第一电磁阀xv1的常开口no；
29.3)设置一路高纯度氩气体；
30.4)将高纯氩气接入第一电磁阀xv1的常闭口nc；
31.5)第一电磁阀xv1的公共口com作为保护气输出口；
32.6)在第二减压阀sv2前，设置检测用压力开关psl1，检测用压力开关的输出接点，用于控制第一电磁阀的控制线圈s1的“得电”或“失电”；
33.7)通过控制第一电磁阀的控制线圈s1的“得电”或“失电”，择一地输出高纯度氩气体或钢瓶氮气，充当痕量氧分析仪中电化学氧传感器的保护气；
34.8)在痕量氧分析仪的气体输入口in之前，设置第二电磁阀xv2；
35.9)来自第一电磁阀xv1出口的保护气与生产过程的采样气，分别与第二电磁阀xv2的常开口no和常闭口nc对应连接；
36.10)第二电磁阀xv2的公共口com与痕量氧分析仪的气体输入口in对应连接；
37.11)在dcs的输出接点与第二电磁阀的控制线圈s2之间建立控制线路，用于控制第二电磁阀的控制线圈s2的“得电”或“失电”；
38.12)将痕量氧分析仪检测到的数据输送至dcs中；
39.13)在dcs中设置控制逻辑，根据分析仪的采样气投入需求、制氧机的运行状态、痕量氧分析仪检测到的数值、数值的变化趋势、变化速率参数，判断是将痕量氧分析仪进气保持在采样气状态，还是切换至保护气状态；
40.14)dcs根据控制逻辑，控制第二电磁阀的控制线圈s2的“得电”或“失电”，进而控制第二电磁阀xv2的切换；
41.15)第二电磁阀xv2根据dcs指令进行切换选择，在需要正常检测时将采样气输出到分析仪内，在其他状态时将保护气输出到分析仪内；
42.16)dcs利用痕量氧分析仪本身检测到的数据、数据的变化趋势及制氧机运行状态来进行逻辑判断，当分析仪的采样气中含有大量氧气时，控制逻辑通过控制第二电磁阀xv2的切换，将保护气接入分析仪，对电化学氧传感器进行保护，延长分析仪内电化学氧传感器的使用寿命周期。
43.具体的，所述高纯度氩气的含氧量为0.2ppm。
44.进一步的，所述的高纯氩气经第二减压阀sv2减压后，通过氩气阀v4接入第一电磁阀xv1的常闭端口nc。
45.具体的，当所述的氩气储罐处于压力正常的状态时，检测用压力开关psl1的输出接点输出控制信号，第一电磁阀的控制线圈s1“得电”，第一电磁阀的常闭口nc与公共口com接通，选择高纯度氩气体充当痕量氧分析仪中电化学氧传感器的保护气，经第一电磁阀xv1的公共口com输出；
46.当所述的氩气储罐处于压力低于保护气压力设定值的异常状态时，检测用压力开关psl1的输出接点输出控制信号，第一电磁阀的控制线圈s1“失电”，其常闭口nc与公共口com断开，常开口no与公共口com接通，选择备用的钢瓶氮气充当痕量氧分析仪中电化学氧传感器的保护气，经第一电磁阀xv1的公共口com输出。
47.进一步的，所述的保护气压力设定值为压力＜300kpa。
48.具体的，当制氧机停机时、开机时纯度长时间未进入合格线时、正常生产纯度超标而没有好转趋势时，所述的第二电磁阀xv2立即切断高含氧量的生产采样气，接通低含氧量
的保护气进入分析仪，以减少分析仪内电化学氧传感器与氧气的反应造成的额外消耗，从而延长该传感器的使用寿命。
49.具体的，所述的控制逻辑至少包括：
50.1)在dcs上设置保护气的手动/自动切换功能；
51.2)切换到“手动”模式下时，第二电磁阀的控制线圈s2失电，其常开口no与公共口com接通，保护气进入分析仪内部，对电化学氧传感器进行吹扫保护；
52.3)在“自动”模式下，结合制氧机生产工艺的特点，制定了以下逻辑判断条件来选择生产采样气或保护气进入分析仪：
53.3.1)制氧机开机后，进入产品纯度调整阶段，在dcs操作站界面点击投入采样气，dcs输出30秒脉冲信号使第二电磁阀的控制线圈s2“得电”30秒，第二电磁阀的常闭口nc与公共口com接通，采样气经第二电磁阀xv2的公共口com输，进入分析仪；
54.3.2)在30秒的时间段内，分析仪检测的采样气氧含量始终≥9ppm时，则逻辑程序使dcs输出断电信号，第二电磁阀xv2“失电”，自动将常开口no的保护气经公共口com输入分析仪：
55.3.3)当30秒内分析仪检测到的采样气含氧量在3—9ppm之间时，dcs根据检测到的数据计算含氧量数据的下降变化斜率；如果氧含量下降趋势＜0.5ppm/分钟时，分析仪的输入气被自动切换至保护气：
56.3.3)
①
当30秒钟内采样气含氧量在3—9ppm之间时，并且氧含量数值下降趋势斜率≥0.5ppm/分钟时，分析仪连续检测采样气直至产品合格；
57.②
当含氧量≤3ppm时，代表产品已经合格；
58.满足以上两项条件
①
、
②
之一，则在此“自动”模式下，第二电磁阀xv2被锁定在“得电”状态，分析仪保持在正常检测生产采样气状态；
59.3.4)如采样气含氧量上升，增大到＞3ppm超出合格标准时，且采样气含氧量数值不存在下降斜率≥0.5ppm/分钟的现象，自动将分析仪的输入气切换至保护气，待工况调整后，重新投入采样气；
60.3.5)在采样气正常检测过程中，制氧机发生故障跳机或人为正常操作停机时，控制逻辑立即将分析仪的输入气体自动切换到保护气，提前避免大量氧气进入分析仪内部对电化学氧传感器造成的消耗。
61.具体的，所述的控制逻辑通过控制第一电磁阀xv1的切换，起到两种保护气气源的择一选择功能。
62.所述的控制逻辑通过控制第二电磁阀xv2的切换，在需要正常检测时将采样气输出到分析仪内，在其他状态时将保护气输出到分析仪内，对电化学氧传感器进行保护。
63.具体的，所述的第一电磁阀xv1和第二电磁阀xv2为两位三通电磁阀。
64.与现有技术比较，本发明的优点是：
65.1.本发明的技术方案，通过新增的dcs控制逻辑程序与二位三通电磁阀以及新增的高纯氩气管路配合，利用分析仪本身检测到的数据、数据的变化趋势及制氧机运行状态来判断，当分析仪的采样气中含有大量氧气时，控制逻辑通过电磁阀将高纯氩保护气接入分析仪，延长分析仪内电化学氧传感器的使用寿命周期，从而节约了电化学氧传感器备件采购数量，节约了大量的备件费用；
66.2.使用产品氩气储罐的氩气作为常用保护气，原钢瓶高纯氮气作为备用保护气，既减少了更换钢瓶气的消耗，同时通过压力开关检测氩气储罐输出压力并输出压力低动作点，保障了氩气储罐检修等异常状态时，保护气自动切换至备用钢瓶高纯氮气，确保了保护气能连续不间断供应；
67.3.通过逻辑判断自动控制程序切换，代替了原来执行效果不佳的需要操作员频繁地远距离来回奔袭式的手工操作，避免了频繁开启压缩气钢瓶的安全隐患，且相比人工判断切换操作更加准确快速及时有效；
68.4.本发明的技术方案，能够延长电化学氧传感器的使用寿命，减少了该备件的采购和使用量，有利于节能环保，降低维护费用；
69.5.本发明的技术方案延长了电化学氧传感器的使用寿命，减少了更换该传感器的频度，也就减少了整套痕量氧分析仪的故障次数和时间，保障了制氧机的长期稳定生产运行。
附图说明
70.图1是痕量氧分析仪电化学氧传感器的结构示意图；
71.图2是现有痕量氧分析仪检测配置示意图；
72.图3是本发明的痕量氧分析仪检测配置示意图；
73.图4是本发明改进后的系统构成/流程示意图；
74.图5是本发明采样气/保护气切换控制逻辑示意图。
75.图中1为连接板，2为阳极，3为阴极，4为扩散膜，5为电解液；
76.fi-1为第一流量计，fi-2为第二流量计，psl1为压力检测用压力开关，s1为第一电磁阀的控制线圈，s2为第二电磁阀的控制线圈，sv1为第一减压阀，sv2为第二减压阀，v1为采样气阀，v2为钢瓶氮气阀，v3为高纯氩罐底阀，v4为氩气阀，xv1为第一电磁阀，xv2为第二电磁阀。
具体实施方式
77.下面结合附图对本发明做进一步说明。
78.本发明的技术方案包括如下内容：
79.1、保护气的选择控制：
80.如图3中所示，首先，需要一路可以长期稳定供给且含氧量尽量低的纯净气源，经现场筛选后，选用了一路含氧量为0.2ppm的氩气产品储存罐(简称氩气储罐)的高纯度氩气体(简称高纯氩气或高纯氩)来作为常用的保护气，储罐内正常工作压力约800kpa，从氩气储罐底部经高纯氩罐底阀v3引出，经6mm不锈钢盘管引入分析室。
81.高纯氩气经过第二减压阀sv2，减压到出口压力为30kpa，与采样气压力一致，经氩气阀v4后接入第一电磁阀xv1(二位三通电磁阀)的常闭口nc(亦称nc端口)；而钢瓶高纯氮气作为备用保护气源，经第一减压阀sv1调整输出压力至30kpa，经钢瓶氮气阀v2后接入第一电磁阀xv1(二位三通电磁阀)的常开口no(亦称no端口)；第一电磁阀xv1的公共口com(亦称com端口)作为保护气输出口，根据第一电磁阀的控制线圈s1的“得电”、“失电”状态，第一电磁阀分别选择其常闭口nc或常开口no与公共口com接通。
82.在第二减压阀sv2前的管路上，设置压力检测用压力开关psl1(简称压力开关)，当氩气储罐正常压力工作时，压力开关psl1控制第一电磁阀的控制线圈s1“得电”，第一电磁阀的常闭口nc与公共口com接通，第一电磁阀xv1选择来自氩气储罐的气源作为保护气，保护气经第一电磁阀的公共口com输出。
83.如遇氩气储罐检修排空或其他异常状况致使氩气储罐压力低下时，当压力开关psl1检测到的保护气压力压力＜300kpa时，压力开关触点动作，使得第一电磁阀的控制线圈s1“失电”，其常闭口nc与公共口com断开，常开口no与公共口com接通，第一电磁阀xv1选择备用的钢瓶高纯氮气作为保护气经公共口com输出。
84.在图3、图4中，采用实线表示气体管路，采用虚线来表示控制信号，采用点画线来表示本发明技术方案的改进部分。
85.图4中给出了本发明改进后的系统构成/流程示意图，从系统模块构成的角度来表示本发明改进后的系统构成，以有助于对于上述内容的理解。由于其画法和标注均采用国标的相关规定，本领域的技术人员可以毫无异义地明白其所要表达的含义，故在此不再详细叙述其模块构成和工作过程。
86.本技术方案中的第一减压阀和第二减压阀均为常规的两位三通式电磁阀，在满足控制切换功能的前提下无特殊要求，故其具体结构、管路连接和控制原理在此不再叙述。
87.2、保护气/采样气切换控制：
88.来自第一电磁阀xv1出口的保护气与生产过程的采样气分别对应进入第二电磁阀xv2(二位三通电磁阀)的常开口no和常闭口nc，经第二电磁阀xv2的公共口com输出后进入分析仪内部。通过对第二电磁阀的控制线圈s2的“得电”、“失电”的切换控制，来选择采样气或者保护气进入分析仪。
89.在第二电磁阀的控制线圈s2“失电”状态下，第二电磁阀的常闭口nc与公共口com之间不通，其常开口no与公共口com接通，保护气通过第二电磁阀的常开口no至公共口com输出后进入分析仪。
90.当第二电磁阀的控制线圈s2“得电”时，第二电磁阀的常开口no与公共口com气路被切断，同时其常闭口nc与公共口com接通，采样气通过第二电磁阀的常闭口nc至公共口com输出后进入分析仪。即：第二电磁阀的控制线圈s2“失电”时，保护气进入分析仪，第二电磁阀的控制线圈s2“得电”时，采样气进入分析仪。
91.第二电磁阀的控制线圈s2的“得电”、“失电”控制，则根据分析仪的当时检测数据、检测数据变化趋势以及制氧机的运行状态等逻辑进行判断，通过dcs上的增加编写的控制逻辑(图3中以d0来表示)对第二电磁阀进行控制，用以判断是否需要分析仪正常检测生产采样气。而当制氧机停机时、开机时纯度长时间未进入合格线时、正常生产纯度超标而没有好转趋势时，第二电磁阀立即切断高含氧量的生产采样气，接通低含氧量的保护气进入分析仪，以减少分析仪内电化学氧传感器与氧气的反应造成的额外消耗，从而延长该传感器的使用寿命。
92.3、控制逻辑说明：
93.如图5中所示，本技术方案中第二电磁阀的控制逻辑具体表述如下：
94.首先，在dcs上设置保护气的手动/自动切换功能，切换到“手动”模式下时，保护气强制通入分析仪，即第二电磁阀的控制线圈s2失电，其常开口no与公共口com接通，保护气
进入分析仪内部，对电化学氧传感器进行吹扫保护。
95.在“自动”模式下，结合制氧机生产工艺的特点，制定了以下逻辑判断条件来选择生产采样气或保护气进入分析仪：
96.制氧机开机后，进入产品纯度调整阶段，操作员根据需求在dcs操作站界面点击投入采样气，dcs输出30秒脉冲信号使第二电磁阀的控制线圈得电30秒，第二电磁阀的常闭口nc与公共口com接通，采样气经第二电磁阀xv2的公共口com输出进入分析仪。在该30秒的时间段内，分析仪检测的采样气氧含量始终≥9ppm时，代表采样气纯度离合格线还很远，则逻辑程序使dcs输出断电信号，第二电磁阀xv2失电，自动将常开口no的保护气经公共口com输入分析仪。
97.当30秒内分析仪检测到的采样气含氧量在3—9ppm之间时，dcs根据检测到的数据计算含氧量数据的下降变化斜率，如果氧含量下降趋势＜0.5ppm/分钟时，代表工况还未进入正常的产品纯度趋近于合格的状态，工况还需调整或等待精馏过程稳定，分析仪的输入气被自动切换至保护气。
98.经一段时间对工况调整后，再次投入采样气，
①
当30秒钟内采样气含氧量在3—9ppm之间时，并且氧含量数值下降趋势斜率≥0.5ppm/分钟时，说明生产工况下产品纯度在逐渐趋向合格，这时分析仪连续检测采样气直至产品合格；
②
而当含氧量≤3ppm时，代表产品已经合格；满足以上两项条件
①
、
②
之一，则在此自动模式下，第二电磁阀xv2被锁定在“得电”状态，分析仪保持在正常检测生产采样气状态。该状态为最常用的稳定状态。
99.正常生产过程中，如遇生产工况异常造成采样气含氧量上升，增大到＞3ppm超出合格标准时，且采样气含氧量数值不存在下降斜率≥0.5ppm/分钟的现象，程序自动将分析仪的输入气切换至保护气，待工况调整后，可按以上逻辑重新投入采样气。
100.当在采样气正常检测过程中，制氧机发生故障跳机或人为正常操作停机时，即制氧机从运转状态到停止状态时，痕量氧分析仪的采样气内必将会产生大量的氧气，此时控制逻辑立即将分析仪的输入气体自动切换到保护气，提前避免了大量氧气进入分析仪内部对电化学氧传感器造成的消耗。
101.4、本发明技术方案的改进点：
102.综上，本发明的技术方案，在原有钢瓶气出口管路的钢瓶氮气阀v2后，增设了第一电磁阀xv1，该电磁阀起到保护气气源选择的作用。原有钢瓶气经钢瓶氮气阀v2接入第一电磁阀xv1的no端口，作为备用保护气；新增一路来自氩气储罐的高纯氩气，经第二减压阀sv2减压后，通过氩气阀v4接入第一电磁阀xv1的nc端口，作为正常时的常用的保护气源使用，以节约钢瓶气使用量和减少钢瓶气的更换作业量。同时，在第二减压阀sv2(即氩气储罐气源减压阀)前设置检测用压力开关psl1，当氩气储罐压力低的异常状态时，第一电磁阀xv1选择备用的钢瓶气作为保护气经com端口输出。
103.在原有采样气阀v1后增加第二电磁阀xv2，该电磁阀作用是选择采样气或者保护气输出到分析仪作为该分析仪的被测气体。将原采样气接入第二电磁阀xv2的nc端口，将来自第一电磁阀xv1的com端口输出的保护气接入第二电磁阀xv2的no端口。第二电磁阀xv2根据dcs指令进行切换选择，在需要正常检测时将采样气输出到分析仪内，在其他状态时将保护气输出到分析仪内，对电化学氧传感器进行保护。
104.在dcs上增加控制逻辑，该逻辑根据分析仪的采样气投入需求、制氧机的运行状
态、分析仪检测到的数值、数值的变化趋势、变化速率等参数来判断是将分析仪进气保持在采样气状态，还是切换至保护气状态。
105.当制氧机运行状态下，且分析仪采样气的纯度合格或即将到达合格线时，才保持将采样气通入分析仪，电化学氧传感器处于正常工作状态。
106.当出现制氧机停机或者异常跳机、采样气氧含量高、长时间未出现逼近合格线趋势其中任一状况时，dcs控制逻辑使第二电磁阀xv2切换至将保护气输出到分析仪内，电化学氧传感器处于被保护状态，以防止含氧量高的气体与分析仪内部的电化学传感器发生反应而产生额外消耗，从而延长电化学氧传感器的使用寿命。
107.本发明的技术方案，通过对电化学式痕量氧分析仪内的电化学氧传感器进行合理保护，根据被测采样气体内的氧含量、制氧机的运行状态等参数进行逻辑判断，在含氧量过高时自动切换至氩气保护，既保障了正常生产时的检测需求，又延长了分析仪的电化学氧传感器的使用寿命，同时降低了操作人员的工作量。
108.本发明可广泛适用于各种痕量氧分析仪设备中电化学氧传感器的保护领域。