光化學氧氣測量儀是一種利用光化學原理來測定氣態(tài)氧濃度的精密設備。其核心在于其光化學傳感技術(shù)。這種技術(shù)通過光敏材料與氧氣發(fā)生反應,產(chǎn)生特定的光信號變化,從而間接測定氧氣的存在和濃度。具體來說,當光敏材料受到光照時,會吸收光能并發(fā)生化學變化,這一過程中如果氧氣存在,會與光敏材料發(fā)生反應,導致光信號的變化。通過測量這種光信號的變化,可以計算出氧氣的濃度。
1、熒光淬滅效應:基于某些物質(zhì)(如釕絡合物等特定的熒光物質(zhì))在藍光激發(fā)下會發(fā)出熒光,而氧氣能夠?qū)@些熒光產(chǎn)生淬滅作用這一特性。當激發(fā)光照射在含有熒光物質(zhì)的傳感器表面時,熒光物質(zhì)受到激發(fā)而發(fā)出熒光。此時,若周圍環(huán)境中存在氧氣,氧氣分子會與熒光物質(zhì)發(fā)生相互作用,導致熒光的強度減弱或者持續(xù)時間縮短,也就是熒光被淬滅。通過檢測這種熒光衰減的時間或強度變化,就能反推出氧氣的濃度。
2、相位差檢測:采用調(diào)制光信號的方式,對發(fā)射光的強度進行調(diào)制,然后測量熒光與激發(fā)光之間的相位差。由于不同濃度的氧氣會使熒光的淬滅程度有所不同,進而導致熒光壽命發(fā)生變化,所以相位差也會隨之改變。將測得的相位差與內(nèi)部標定曲線進行比對,便可計算出氧分子的濃度。這種方法可以避免直接測量熒光強度時可能受到的環(huán)境光干擾等問題,提高測量的準確性和穩(wěn)定性。
3、動態(tài)校準與補償:儀器在使用過程中會定期自動進行零點和跨度點的校準,以確保測量結(jié)果的可靠性。同時,它還能自動修正壓力、溫度等因素對測量的影響。這是因為氧氣的溶解度和擴散速率會隨著溫度和壓力的變化而改變,通過對這些因素的實時監(jiān)測和補償,可以進一步提高測量精度。
光化學氧氣測量儀的優(yōu)點
1、高精度與高再現(xiàn)性:具有高的測量精度,誤差可低至±0.1O?甚至更小。而且其測量結(jié)果的重復性非常好,再現(xiàn)性可達99.99,能夠滿足各種嚴格要求的應用場合。
2、抗干擾能力強:不受背景氣體中其他成分的影響,相比于磁氧分析儀,更加耐受粉塵與視窗污染的影響。這使得它在復雜的工業(yè)環(huán)境中仍能穩(wěn)定工作,減少了因雜質(zhì)氣體或環(huán)境污染導致的測量誤差。
3、響應速度快:響應速度極快,最快1秒即可給出數(shù)據(jù),能夠?qū)崟r反映氧氣濃度的變化。這對于需要快速調(diào)整工藝參數(shù)的過程控制來說非常重要,有助于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
4、維護量?。簜鞲衅魇褂脡勖L,一般在五年以上,無需頻繁更換。并且無耗材,降低了運行成本和維護工作量。此外,該類儀器還支持CIP(在線清洗)和SIP(在線滅菌),方便了日常的清潔和維護工作。
5、安裝使用靈活:既可以原位式安裝,也可現(xiàn)場支架安裝或者安裝在分析柜、分析小屋內(nèi),適應不同的現(xiàn)場條件和用戶需求。同時,它還具備良好的耐腐蝕性和抗干擾性,對樣氣壓力、流量的要求相對較低,進一步簡化了系統(tǒng)集成和應用難度。
綜上所述,光化學氧氣測量儀憑借先進的光學原理、強大的功能以及諸多優(yōu)勢,已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學研究中不可少的重要工具之一。
