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氧氣分析儀 / 微氧分析儀

適用於氮氣純度半導體製程、迴焊爐、氧氣儲倉高壓氧艙、氧氣純度分析等應用

相關產品:固定式(壁掛式)氧氣偵測器攜帶式氧氣偵測器
產品規格表 安裝與接線方法 常見問題

氧氣分析儀/微氧分析儀-育強科技

氧氣分析儀 / 微氧分析儀 產品規格表

機 型 標 準 型 標 準 型 + 取 樣 幫 浦
感測原理 氧化鋯(半導體)
偵測氣體種類 氧氣與氮氣之混合氣體
標準型偵測方式 取樣管式(詳偵測方式說明) N/A
可選購偵測方式 N/A 取樣幫浦式(詳偵測方式說明)
GTF600量測性能 量測範圍:0 - 1,000 ppm / 最小量測能力 10 ppm
解析度/精準度/取樣頻率:1 ppm / ± 20 ppm / 連續
GTF601量測性能 量測範圍:0 - 10,000 ppm / 最小量測能力 100 ppm
解析度/精準度/取樣頻率 :1 ppm / ± 100 ppm / 連續
GTF602量測性能 量測範圍:0 - 20,000 ppm / 最小量測能力 200 ppm
解析度/精準度/取樣頻率:1 ppm / ± 200 ppm / 連續
GTF621量測性能 量測範圍:0 - 21.0 % / 最小量測能力 0.1%
解析度/精準度/取樣頻率:0.1% / ± 0.25% / 連續
GTF625量測性能 量測範圍:0 - 25.0 % / 最小量測能力 0.1%
解析度/精準度/取樣頻率:0.1% / ± 0.5% / 連續
GTF696量測性能 量測範圍:0 - 96.0 % / 最小量測能力 1.0%
解析度/精準度/取樣頻率:0.1% / ± 1.0% / 連續
幫浦性能 N/A 吸氣量:約600 cc/min
手動/定時/連續操作
過電流保護
類比輸出 4 ~ 20 mA
警報功能 高位警報、低位警報(可由使用者自定)
警報聲響 / 警示閃光 / 警報訊息
背光文數字顯示LCD
機體相當防護等級 IP65 / EEx ia IIC T5
感測元件防護等級 N/A(無任何防護)
感測元件工作壓力 常壓或+/- 200 mmAq
尺寸 220(H) mm x 91(W) mm x 40(D) mm 250(H) mm x 196(W) mm x 40(D) mm
重量(約略值) 750 g 1700 g
電源 24 ~ 30 VDC
最大耗電量(約略值) 5 W
標準附件 接線端子、熱縮套管、管塞
包裝尺寸(約略值) 260 mm x 156 mm x 73 mm 330 mm x 230 mm x 160 mm

(以上規格如有變動,恕不另行通知、特殊規格接受訂購)

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安裝與接線方法
  1. 安裝前請先閱讀使用前安全須知並參考安裝孔位圖。
  2. 接線請參照上圖
    符號說明:
    DC POWER SUPPLY:直流電源供應器,限24伏特以上、30伏特以內,此為用戶自備。
    4 ~ 20 mA INPUT:指接受4 ~ 20 mA輸入信號之設備等。
    B:偵測器黑色出線  R:偵測器紅色出線  G:偵測器綠色出線
    F:保險絲 / 建議GTF200-OX採用0.2A之保險絲
  3. 客戶端之電纜線徑至少需為0.5 mm^2 或20 AWG以上;如果電源供應器距偵測器距離較遠,則需更粗的線徑或選用30伏特的直流電源供應器。
  4. 請盡量使用原廠配件之連接端子、熱縮套管,作為結線之用。
  5. 偵測器有兩只接線口方便用戶之配線,如果用戶只用一個、則另一端請緊閉。

常 見 問 題

Q1. 氮氣迴焊爐(N2 reflow furnace)採用的氧氣分析儀或微氧分析儀其型式、規格及應用方式為何?

SMT製程為防止焊錫之氧化,在錫膏中會加入助焊劑(Flux)用以保護焊錫等功用。早期在SMT製程之後,使用水洗技術用以去除助焊劑,現在則多半為乾式免洗技術,以滿足PCB的品質要求。到了2004年,SMT製程大多採用無鉛材料、使得焊溫比乾式免洗技術上升約30℃,被視為近年來PCB產業的一大衝擊。為免因無鉛材料與焊溫上升影響品質,自2000年後迴焊爐已陸續改採氮氣密封(sealing)。由於氮氣迴焊爐(N2 reflow furnace)的產品品質與殘氧量息息相關,因而裝設氧氣分析儀或微氧分析儀藉以控管品質已成為趨勢。
以氮氣迴焊爐預期氧氣殘量可控制範圍約介於300PPM至7,000PPM之間,取決因素主要為供應氮氣的純度、氮氣消耗量及迴焊爐本體的氣密精度。而迴焊爐本體的氣密精度通常在購置之後成為定數,故而監測氮氣源品質、爐內殘氧量及控制氮氣消耗量是PCB產業控管迴焊爐殘氧的常見方式。
儀器製造商為滿足業者需求,搭配開發不同型式、規格,說明如下:

  1. 用於氮氣源品質控管:基本上購自氣體廠的液態氮或氮氣,其純度可達99.99%至99.999%之間,相當於殘氧量介於100PPM至10PPM之間,除半導體廠外、通常無須刻意監測外購氮氣源品質。但是近年來採用氮氣製造機供應氮氣越來越多,而氮氣製造機的品質則受壓力與流量等因素影響、變化頗大,有必要予以監控。
  2. 迴焊爐內殘氧量控管:由於迴焊爐內溫度不一,因裝設位置不同、影響甚鉅。建議於回焊爐入口升溫區、其溫度點在50℃及冷卻區、其溫度點在70℃各裝設一台,由於SMT作業在升溫前及降溫後,較無助焊劑及揮發金屬污染,且這兩區域氮氣實際溫度約在50℃,適合使用GTF系列之微氧分析儀。其優點為故障率低,代表性與監控性完整。
  3. 氮氣迴焊爐廠區:由於氮氣迴焊爐採用之氮氣會經由投料、出料口或管線洩出,因而廠區有可能產生缺氧危害。一般可裝設擴散式氧氣偵測器,如GTF200-OX/GTF625。
  4. 氧氣量測規格:用於氮氣源品質監控、不論是氣體廠的氮氣或氮氣製造機,採用可偵測氧氣濃度10-1,000 PPM機種,相當於可控管氮氣純度介於99.99%至99.999%之間,例如GTF600系列產品。用於監測迴焊爐內殘氧量、則選用偵測規格在實用上多為100-10,000 ppm機種;部分低階產品亦有選用0.1-21.0%機種,最大優點為不必使用標準氣體校正,例如GTF621系列產品。
Q2. 舊有迴焊爐想改裝成氮氣迴焊爐,可否提供意見?

氮氣廻焊爐的投料、出料口有抽取洩漏氮氣構造,另氣密精度較高;除可以維持爐內氮氣濃度、節約氮氣消耗外,相對的氮氣也比較不會洩漏到廠區、造成缺氧危害。一般大氣廻焊爐並不具備這些特殊構造,貿然改裝有危及安全之慮,請與設備製造商研究並謹慎評估可行性與安全性。

Q3. 過剩空氣偵測的基本原理為何?

假設燃燒過程完全且供給空氣正好足夠, 理論上廢氣中含有的氧氣為零。然受限於燃料種類、燃燒設備、燃燒速率等因素影響,如果廢氣中含有的氧氣為零、其結果多半是冒黑煙與燃燒不完全,反而降低了燃燒效率 、製造污染。為此、所有的燃燒過程或最終燃燒過程必須提供多餘的過剩空氣,以確保不冒黑煙與完全燃燒、以提高燃燒效率;但太多的過剩空氣又隨廢氣帶走熱能、從煙囪排出,降低燃燒效率。
依據燃燒理論,空氣燃料比m = 20.9 / ( 20.9 - 廢氣中的殘氧量 )

很多的研究已針對不同燃料訂出合理空氣燃料比,在某些國家甚至明定於管理法規中,藉以規範合理的過剩空氣。假設完全燃燒所需的理論空氣量為1,天然氣的空氣燃料比介於1.1~1.3之間、 燃油的空氣燃料比介於1.2~1.4之間、煤炭的空氣燃料比介於1.3~1.5之間。

(例A)某一燃燒設備實測廢氣中的殘氧量為12.5%,則m = 20.9 / ( 20.9 - 12.5 ) = 2.49
(例B)若將例A殘氧量由12.5%降至5.0%,調整後m = 20.9 / ( 20.9 - 5.0 ) = 1.31
上述例A與例B不同的m值可以求得過剩空氣量之增減,可以再依據燃料熱值、廢氣溫度計算出節省的燃料。 以燃油鍋爐而言,通常過剩空氣管理目標為15%或m值1.15,相當於廢氣中的殘氧量2.7%,可否達成除藉助儀器監控外,也要視燃燒設備而定。

Q4. 過剩空氣監控的主要目的為何?

藉由控制合理過剩空氣,避免過多的過剩空氣可以節約能源;避免過少的過剩空氣則可避免冒黑煙污染, 特別是使用熱值不穩定的燃料時、如事業廢棄物焚化爐的應用。

Q5. 本(用戶)公司計畫採用GTF621作為兩段式事業廢棄物焚化爐控制之用,可行嗎?

中小型事業廢棄物焚化爐,多半採固定爐床、兩段式燃燒及非連續性進料 特性,控制稍有失當、即有產生污染可能。傳統上採用多點溫度控制,第一燃燒室約400-450℃、採缺氧式「氣化」、可由鼓風量控制燃燒速率或熱負荷,第二燃燒室約850-900℃用以完全分解可燃物與有毒物。這類焚化爐在啟動、進料、停機都必須有特別操作程序,如果第一燃燒室在穩定的預期操作下,可獲得相當穩定的運作。 但對於熱值不穩定的事業廢棄物,非專家級的作業人員、簡易的控制系統,如何讓第一燃燒室穩定、是業者努力突破的方向。
上述困擾可藉由殘氧監控,以解決業者對第一燃燒室控制的困擾;過剩空氣監控也可以防止燃燒不完全、對低熱值廢棄物則可減少補助燃料的消耗等。

Q6. 本(用戶)公司計畫採用GTF系列氧氣分析儀,為何貴(育強)公司要建議向系統商購買?

類似像氮氣迴焊爐應用上,由於沒有水分問題,如果依照本公司建議方式取樣,只需要加上簡易的過濾元件,無論是用戶或迴焊爐製造商,都有能力克服這些問題,也許不必系統商的服務。但是像廢棄物焚化爐這樣的應用等問題,如果買方是直接用戶、並非 志在發展成系統商,本公司還是會建議向系統商購買為宜。
氧氣分析儀或微氧分析儀取樣氣體會直接與感測元件接觸,如果含有水分、粉塵、可燃性氣(液)體、硫化氫或進氣溫度過高,都將損傷感測元件。特別是含有水分或硫化氫則感測元件壽命有可能不到30分鐘,含有可燃性氣(液)體則有可能引起火災、甚至爆炸,含有粉塵或進氣溫度過高依程度之不同,有可能減損感測元件壽命的1/2或更多。
本公司是專業的分析儀製造商,並不銷售這些「前處理套件」,如果用戶並無能力採購組裝這些元件,良心的建議:還是向「系統商」購買為佳。這些系統商,為了開發測試「前處理套件」,因而損壞的分析儀成本再加上樣品費用,可能都是上百萬的投資;若因此價格提高在五倍之內,在市場上仍屬合理。

Q7. 為什麼找不到氮氣分析儀或氮氣偵測器?

就感測原理上,確實沒有氮氣感測元件,當然也就沒有氮氣分析儀或氮氣偵測器。不過就應用上,只要偵測氧氣可滿足大部分的應用。例如要分析氮氣純度,藉由分析其中的不純物(impurity),也就可以反推氮氣的純度,而最容易分析到的不純物就是氧氣,所以應用微氧分析儀就可以知道氮氣的純度。又如防止氮氣的洩漏偵測,已知新鮮空氣中有氧氣約20.9%,如果有氮氣洩漏將會使空氣中的氧氣濃度下降,故而只要偵測氧氣濃度即可知是否有氮氣洩漏。
當然也有可能有例外的,例如要分析氮氣與氬氣(或另一種非氧氣體)之比例,此時氧氣分析儀或氧氣偵測器就無用武之地,當然也沒有氮氣偵測器,只能另尋其他方法分析了。

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育強科技股份有限公司─專業製造一氧化碳偵測器、一氧化碳分析儀、二氧化碳偵測器、二氧化碳分析儀、沼氣偵測器、甲烷偵測器、沼氣分析儀、甲烷分析儀、氧氣偵測器、氧氣分析儀、特殊氣體偵測器、特殊氣體分析儀、空氣品質偵測器、空氣品質分析儀、異味偵測器、異味分析儀、VOC偵測器、VOC分析儀、THC代用偵測器、THC代用分析儀、氫氣偵測器、氫氣分析儀、甲苯偵測器、甲苯分析儀、氨氣偵測器、氨氣分析儀、硫化氫偵測器、硫化氫分析儀、各種氣體偵測器、各種氣體分析儀。GTF200-FL可燃性氣體偵測器適用於各種可燃性氣體或可燃性有機溶劑蒸氣之偵測。GTF200-FL可以是標準化的沼氣偵測器、甲烷偵測器、 丙烷偵測器、LPG偵測器、異丁烷偵測器、丁烷偵測器、氫氣偵測器、乙醇偵測器、酒精偵測器。GTF200-FL訂購品可以是標準化的正戊烷偵測器、正己烷偵測器、正庚烷偵測器、異辛烷偵測器、甲醇偵測器、異丙醇偵測器、丙酮偵測器、甲苯偵測器、乙酸乙酯偵測器、環己烷偵測器、乙炔偵測器、乙烯偵測器、VOC偵測器、THC偵測器。GTF500冷煤偵測器可應用於氟氯碳化物(Chlorofluorocarbons, CFCs)、如R-11, R-12與其混合冷煤如R-500, R-503等;氫氟氯碳化物(Hydrochlorofluorocarbons, HCFCs)、如R-22, R-123, R-124與其混合冷煤如R-502;氫氟碳化物(Hydrofluorocarbons, HFCs)、如R-134a, R-32, R-125與其混合冷煤如R-410a, R-407c, R-404a 等。
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