氧浓度分析仪被广泛地用于各行各业中,热磁对流氧浓度传感器因其独特的优势在近年来得到了大力发展。热磁对流氧浓度传感器具有使用无损耗、寿命长、测量准确度高等优点。国内外均已有相关的产品,其巧妙地利用热磁对流现象引起传感器壁面温度的变化来感知氧气浓度的变化。但是由于热磁对流现象较为复杂,其传热机理尚不明确,为了进一步提高热磁对流氧浓度传感器的测量精度,有必要对其感知机理深入研究。本文通过实验的方法研究了两块方形磁铁构成的非均匀磁场作用下薄壁圆管中顺磁性气体在其中的传热特性,并与数值模拟进行了对比,其结果吻合良好。圆管壁面温度在磁场的作用下较无磁场时有明显的降低,且随着热流密度的增大,管壁温度降低的越明显,管壁温度与热流密度成线性关系。随着热流密度的增大,热磁对流现象引起的平均速度及对流换热系数均增大。但其增大趋势不断减缓,即在磁场一定的情况下存在最佳的温度场与之对应,过高的热流密度不利于实验系统的稳定,而且是没有必要的。氧气浓度每增加10%,管壁温差降低0.12℃,即氧气浓度越高热磁对流现象越明显。本实验系统对于氧气浓度的分辨率约为0.08%。