手持式臭氧濃度檢測儀主要通過傳感器將臭氧氣體濃度轉(zhuǎn)化為電信號,再經(jīng)電路處理和數(shù)據(jù)運(yùn)算,最終以數(shù)字或圖形形式顯示臭氧濃度,核心是利用臭氧的化學(xué)或物理特性實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)檢測。
目前主流的手持式臭氧檢測儀主要采用以下兩種工作原理,適用場景和精度各有差異:
1.電化學(xué)傳感器原理(很常用)
這是當(dāng)前手持式設(shè)備的主流技術(shù),通過臭氧與傳感器內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)生電信號,具體流程分為4步:
氣體進(jìn)入:臭氧氣體通過檢測儀的進(jìn)氣口(帶濾塵/除濕裝置),擴(kuò)散進(jìn)入電化學(xué)傳感器內(nèi)部的感應(yīng)電極區(qū)域。
電化學(xué)反應(yīng):傳感器內(nèi)的工作電極與臭氧發(fā)生氧化還原反應(yīng)(臭氧被還原),同時(shí)產(chǎn)生微弱的電流信號,且電流強(qiáng)度與臭氧濃度呈線性正相關(guān)(濃度越高,電流越大)。
信號轉(zhuǎn)換:傳感器輸出的微弱電流,經(jīng)檢測儀內(nèi)部的放大電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊處理,轉(zhuǎn)化為可計(jì)算的數(shù)字信號。
數(shù)據(jù)顯示:處理器根據(jù)預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)曲線(提前用標(biāo)準(zhǔn)臭氧氣體標(biāo)定),將數(shù)字信號換算為臭氧濃度值(單位通常為ppm或mg/m³),最終在顯示屏上實(shí)時(shí)顯示。
該原理的優(yōu)勢是響應(yīng)速度快(通常<30秒)、體積小、功耗低,適合現(xiàn)場快速檢測;缺點(diǎn)是傳感器有使用壽命(1-2年),需定期校準(zhǔn),且易受濕度、溫度等環(huán)境因素影響。
2.紫外吸收法原理(高精度場景)
基于“臭氧對特定波長紫外線有選擇性吸收”的物理特性,精度更高,常見于對檢測結(jié)果要求嚴(yán)格的場景,工作流程如下:
光源發(fā)射:檢測儀內(nèi)部的紫外光源(通常發(fā)射254nm波長的紫外線,臭氧對此波長吸收很強(qiáng)),向檢測氣室發(fā)射穩(wěn)定的紫外光。
氣體吸收:待檢測的臭氧氣體進(jìn)入氣室后,部分紫外光被臭氧吸收,吸收量遵循朗伯-比爾定律(即吸收程度與臭氧濃度、氣室長度成正比)。
信號檢測:氣室另一端的紫外檢測器,接收經(jīng)過吸收后的剩余紫外光,將光信號轉(zhuǎn)化為電信號,未吸收的光越多,電信號越強(qiáng)(與臭氧濃度呈負(fù)相關(guān))。
濃度計(jì)算:處理器對比“有臭氧”和“無臭氧”時(shí)的電信號差異,結(jié)合氣室參數(shù)和定律公式,計(jì)算出臭氧濃度并顯示。
該原理的優(yōu)勢是精度高(誤差通常<2%)、傳感器壽命長(3-5年)、抗干擾能力強(qiáng);缺點(diǎn)是設(shè)備體積相對大、功耗較高、成本也更高,部分手持式設(shè)備會采用簡化版紫外模塊平衡便攜性和精度。