氧氣分析儀 / 微氧分析儀

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。