在線式臭氧分析儀:基于紫外吸收原理設(shè)計的在線監(jiān)測設(shè)備
在線式臭氧分析儀可實時檢測氣體或水體中的臭氧濃度,廣泛應(yīng)用于水處理、制藥、工業(yè)生產(chǎn)等場景。
目前工業(yè)與環(huán)保領(lǐng)域主要的在線式臭氧分析儀,主要分為紫外吸收法和電化學(xué)法兩類,兩種原理設(shè)備適配場景、檢測精度、運行特性各有差異,也是市面上應(yīng)用廣泛的技術(shù)方案。
(一)紫外吸收法(光學(xué)法)——高精度檢測方案
紫外吸收法憑借高精度、無試劑消耗、穩(wěn)定性強的優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于飲用水處理、高純水處理、工業(yè)尾氣臭氧濃度準確監(jiān)測等場景,可適配高低濃度臭氧檢測。其核心理論依據(jù)為朗伯-比爾定律,即單色光透過待測介質(zhì)時,光的吸光度與介質(zhì)中臭氧濃度、光程長度呈正比關(guān)系。
臭氧分子具有良好的光譜特性,在254nm紫外波長下存在很強的特征吸收峰,而水體、空氣中的常規(guī)雜質(zhì)、其他氣體在該波段幾乎無吸收干擾,這也是該檢測方法高精度、抗干擾的核心原因。設(shè)備運行時,內(nèi)置紫外燈穩(wěn)定發(fā)射254nm單色紫外光,光線穿透密閉檢測氣室或水樣流通池,待測介質(zhì)中的臭氧分子會特異性吸收紫外光能量,導(dǎo)致透射光強度衰減。
設(shè)備內(nèi)置光電傳感器實時采集透射光信號,對比初始入射光強度,通過內(nèi)置算法結(jié)合朗伯-比爾定律,準確計算出介質(zhì)中的臭氧實時濃度,轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號實時上傳顯示。整套檢測過程無化學(xué)反應(yīng)、無需化學(xué)試劑,響應(yīng)速度快、零點漂移小,長期檢測穩(wěn)定性良好。
(二)電化學(xué)法(膜電極法)——經(jīng)濟型快速檢測方案
電化學(xué)法臭氧分析儀結(jié)構(gòu)精簡、成本較低、響應(yīng)迅速,多用于市政污水消毒、車間空氣臭氧監(jiān)測、中小型水處理設(shè)備等常規(guī)濃度檢測場景。設(shè)備核心核心部件為膜式電化學(xué)傳感器,由工作電極、參考電極、對電極及電解液、透氣疏水膜組成。
檢測過程中,待測介質(zhì)中的臭氧分子透過透氣疏水膜,進入傳感器內(nèi)部與電解液接觸,在電極表面發(fā)生可控的氧化還原反應(yīng)。臭氧在陰極發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)生微弱的電流信號,該電流強度與待測介質(zhì)中的臭氧濃度呈嚴格線性對應(yīng)關(guān)系。設(shè)備信號采集模塊捕捉微弱電流信號,經(jīng)過放大、濾波、運算處理后,轉(zhuǎn)化為直觀的臭氧濃度數(shù)值。
該原理設(shè)備無需復(fù)雜光學(xué)組件,開機即可快速響應(yīng),適合連續(xù)在線監(jiān)測,但受溫度、濕度、電解液老化影響較大,長期運行需定期校準、更換耗材,檢測精度略低于紫外吸收法設(shè)備。
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