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東麗TORAY LC-450A氧化鋯氧氣濃度計：從ppm級到100%的全量程精密監測專家

2026-6-22　　閱讀(163)

一、產品概述

在半導體制造、液晶面板生產、熱處理工藝以及各類惰性氣體氛圍控制中，氧濃度的精確監測直接關系到產品良率、工藝安全與質量控制。日本TORAY（東麗）工程公司推出的LC-450A氧化鋯氧氣濃度計，正是為滿足這一嚴苛需求而設計的高性能氧分析儀。該產品憑借其獨特的超小型氧化鋯傳感器和從0.1ppm到100%的全量程測量能力，成為半導體、液晶設備等領域氧氣監測的理想選擇。

LC-450A是一款基于氧化鋯濃差電池原理的高性能氧氣濃度計，能夠以單臺設備覆蓋從極低濃度（ppm級）到純氧（100%）的寬廣測量范圍。設備搭載了東麗有的超小型氧化鋯傳感器，可長期穩定、高精度地完成測量。此外，通過對氧傳感器進行特殊加工處理，實現了超越傳統產品的耐用性。LC-450A操作簡單、機身小巧，是適用于集成到半導體、液晶裝置等各種設備中的氧氣濃度監測儀器。

二、核心技術原理

LC-450A的核心測量技術基于氧化鋯濃差電池原理。其工作機理如下：

在兩面加工出電極的氧化鋯陶瓷具備一種獨特的物理化學特性：在高溫下，氧化鋯陶瓷一側的電極部位將氧分子電離為氧離子，而在另一側的電極部位，氧離子則重新恢復為氧分子。氧化鋯陶瓷兩側的氧氣分壓差越大，這一離子導電特性表現得越顯著。

此時，兩電極之間會進行電子交換，離子導電的強度（即氧化鋯陶瓷兩側的氧分壓差）可以作為兩電極間的電動勢大小被精確讀取。所讀取的電動勢根據能斯特方程（Nernst equation）換算為氧氣濃度并輸出。

東麗的氧化鋯傳感器能夠獲得與能斯特方程高度相符的電動勢，因此即使在極低濃度（ppm級）下也能夠實現高精度測量。這一原理優勢使得LC-450A在從微量氧到高濃度氧的整個量程范圍內都具備優異的測量精度和線性度。

三、核心技術參數

LC-450A的主要技術規格如下：

參數項目	LC-450A規格
測量原理	氧化鋯濃差電池式
測量范圍	0.1ppm ～ 100vol% O?
顯示方式	4位數字顯示（濃度顯示）
量程配置	顯示：自動量程或4量程配置記錄儀：0-10/100/1000ppm/100% 可組合：1/10/100/1000/10000ppm、1/10/100%、10?2?～10? atm
重復性	±1%FS以內（0-10ppm量程以上）
空氣點穩定性	±1%FS/24小時以內
氣體響應性	30秒以內（90%響應）
采樣方式	內置泵連續抽吸式
供氣量	1,000 ～ 2,000 mL/min
傳感器部位氣體量	60 ± 10 mL/min
氣體連接口	INLET（樣氣入口）Rc1/4 BYPASSOUT（旁通出口）Rc1/4 OUTLET（樣氣出口）Rc1/4
參比氣體	大氣
外形尺寸	210(W) × 134(H) × 300(D) mm（不含突出部分）
重量	約6 kg
電源	AC100～240V（50/60Hz）直流電源規格（LC-450D）可選
功耗	50VA（正常條件：35VA）
樣氣溫度	泵吸入型：0～50℃（入口處）
涂裝顏色	啞光漆（黑色）
符合標準	CE、UKCA、RoHS

四、核心產品優勢

1. 全量程覆蓋：從ppm級到100%

LC-450A突出的技術優勢在于其超寬的測量范圍——從0.1ppm到100vol% O?。傳統氧分析儀通常需要針對低濃度（ppm級）和高濃度（百分比級）分別配置不同的儀器，而LC-450A以單臺設備即可完成全量程測量。這一特性不僅降低了設備采購成本，更簡化了氣體監測系統的配置復雜度。設備支持自動量程切換或4量程固定配置，用戶可根據實際應用靈活選擇。

2. 超小型氧化鋯傳感器：長期穩定與高精度

LC-450A搭載了東麗有的超小型氧化鋯傳感器。得益于氧化鋯傳感器能夠獲得與能斯特方程高度相符的電動勢，該設備即使在ppm級的極低濃度下也能實現高精度測量。傳感器的超小型化設計不僅節省了安裝空間，更降低了功耗和熱容，使其能夠快速響應濃度變化——90%響應時間在30秒以內。

3. 特殊表面處理：超越傳統的耐用性

LC-450A的氧傳感器經過了特殊的表面加工處理，實現了超越傳統產品的耐用性。這一處理有效增強了傳感器對腐蝕性氣體、雜質和污染物的抵抗能力，顯著延長了傳感器的使用壽命，降低了用戶的長期維護成本。

4. 寬幅電源與靈活供電

LC-450A支持AC100～240V的寬幅電源輸入，可適應全球不同地區的電網標準。此外，東麗還提供了直流電源規格的型號（LC-450D），適用于需要DC24V供電的應用場景。這一靈活的供電方案使其能夠輕松適配各種工業設備和系統集成需求。

5. 緊湊設計，易于集成

LC-450A的外形尺寸為210(W)×134(H)×300(D) mm，重量僅約6kg。相比東麗以往機型，其進深更短，顯著節省了安裝空間。設備支持臺式/面板安裝兩種方式，既可獨立放置于桌面使用，也可嵌入設備面板中集成安裝，適用于半導體、液晶設備等各種裝置的內部集成。

6. 完備的可選過濾器系統

LC-450A提供三種專用過濾器選配件，用于保護傳感器并確保測量精度：

活性炭過濾器：吸附微量有機物及少量可燃氣體。除了防止雜質進入傳感器外，還能防止被測氧氣在傳感器內部燃燒，確保讀數準確。
棉濾網：防止灰塵、固體藥劑侵入，防止異物進入儀器或粘附在傳感器上，避免儀器劣化。
硅（Si）過濾器：吸附含硅氣體，防止含硅氣體進入傳感器導致傳感器劣化，確保測量值的準確性。

7. 豐富的輸出與通信接口

LC-450A配備的信號輸出與通信接口，便于系統集成與數據管理：

模擬輸出：4～20mA或0～20mA（0～10VDC可選）
串行通信：RS-232C標準（單向）
接點輸出：設備異常（無電壓接點）、濃度異常（無電壓接點，可從HH/H/L/LL中選擇2點）、暖機信號（無電壓接點）
量程標記輸出：2點輸出（有電壓接點）
自我診斷功能：傳感器溫度異常、校正異常、機內溫度異常、CPU異常、爐內溫度異常、暖機異常、電位差異常、傳感器阻值異常、AIR點校正異常、SPAN點校正異常等

8. 國際安全與環境標準認證

LC-450A已獲得多項國際認證：

安全標準：CE、UKCA（EN61010-1）
電磁兼容：CE（EN61326-1）
環境法規：RoHS指令（EN63000）

這些認證確保了產品在全球范圍內的合規使用，滿足不同國家和地區的設備安全與環保要求。

五、應用領域

LC-450A憑借其全量程測量能力、高精度、高耐用性和緊湊設計，在以下關鍵領域得到了廣泛應用：

半導體制造：晶圓加工、擴散爐、CVD（化學氣相沉積）等工藝中的氧濃度監測
液晶面板（FPD）生產：液晶面板制造過程中惰性氣體氛圍的氧濃度控制
熱處理與燒結爐：燒結爐、氮氣爐中氧濃度的精確監測與控制
電子元器件生產：電子元件封裝、焊接等工藝中的氧濃度管理
惰性氣體純度監測：氮氣、氬氣等高純氣體中的微量氧檢測
實驗室與分析儀器：各類需要精確氧濃度測量的科研與質檢場景
環境監測：燃燒廢氣、排放氣體中的氧濃度分析

六、使用注意事項

為確保LC-450A的長期穩定運行和測量精度，需注意以下事項：

樣氣含水蒸氣的處理：測量含有水蒸氣的樣氣時，需要在儀器前端配置排水罐或電子冷卻器等除濕裝置。若不進行除濕處理，樣氣中的水分會在氧濃度計內部凝結，在700℃高溫下混入傳感器部位時，可能導致O?傳感器因熱沖擊而損壞。
樣氣溫度限制：泵吸入型（標準配置）的樣氣入口溫度需控制在0～50℃范圍內。
腐蝕性氣體與可燃氣體限制：樣氣中不得含有氟氣、氯氣、硫酸氣體等腐蝕性氣體，以及含有機硅的氣體、易燃物質（包括煤氣）、油或水分。
含氦氣體的測量：LC-450A可用于測量含氦的氣體，但建議修改流量計以適配氦氣使用。
樣氣回流注意事項：若需將氧濃度計出口（OUT）氣體返回取樣室，在測量低濃度氧時，回流管可能存在漏氣風險。可通過將內部管道改造為不銹鋼規格來避免這一問題。

七、總結

東麗TORAY LC-450A氧化鋯氧氣濃度計以0.1ppm～100vol%的超寬測量范圍、30秒以內的快速響應、±1%FS的重復性精度以及約6kg的緊湊機身，在工業氧濃度監測領域樹立了全量程精密測量。其基于氧化鋯濃差電池原理的超小型傳感器、特殊表面處理帶來的高耐用性、AC100～240V寬幅電源支持、過濾器選配系統以及豐富的輸出通信接口，使其成為半導體、液晶面板、熱處理爐等高要求場景中氧氣監測的理想選擇。無論是在追求高純度的電子制造產線，還是在要求精確氧控制的工業爐窯中，LC-450A都能以穩定、精準、可靠的性能，為用戶提供值得信賴的氧濃度監測保障。

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