光化學氧氣測量儀是一種利用光化學原理來測定氣態氧濃度的精密設備。其核心在于其光化學傳感技術。這種技術通過光敏材料與氧氣發生反應,產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,會吸收光能并發生化學變化,這一過程中如果氧氣存在,會與光敏材料發生反應,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(如釕絡合物等特定的熒光物質)在藍光激發下會發出熒光,而氧氣能夠對這些熒光產生淬滅作用這一特性。當激發光照射在含有熒光物質的傳感器表面時,熒光物質受到激發而發出熒光。此時,若周圍環境中存在氧氣,氧氣分子會與熒光物質發生相互作用,導致熒光的強度減弱或者持續時間縮短,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:采用調制光信號的方式,對發射光的強度進行調制,然后測量熒光與激發光之間的相位差。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生變化,所以相位差也會隨之改變。將測得的相位差與內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境光干擾等問題,提高測量的準確性和穩定性。
3、動態校準與補償: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點
1、高精度與高再現性:具有高的測量精度,誤差可低至±0.1O?甚至更小。而且其測量結果的重復性非常好,再現性可達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環境中仍能穩定工作,減少了因雜質氣體或環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秒即可給出數據,能夠實時反映氧氣濃度的變化。這對于需要快速調整工藝參數的過程控制來說非常重要,有助于提高生產效率和產品質量。
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,也可現場支架安裝或者安裝在分析柜、分析小屋內,適應不同的現場條件和用戶需求。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勢,已經成為現代工業生產和科學研究中不可少的重要工具之一。
