電化學(xué)氧含量分析儀是基于電化學(xué)原電池反應(yīng)原理設(shè)計的氣體分析儀器,專為檢測氣體中氧氣的濃度含量打造,具備檢測精度高、響應(yīng)速度快、操作簡便、體積小巧等特點,可實現(xiàn)對環(huán)境空氣、工業(yè)工藝氣、混合氣體中氧含量的實時在線監(jiān)測或便攜檢測,廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金、電力、環(huán)保、醫(yī)藥、食品加工等工業(yè)領(lǐng)域,是工業(yè)生產(chǎn)工藝管控、安全生產(chǎn)防護(hù)、氣體質(zhì)量檢測的重要設(shè)備。
該儀器核心依靠電化學(xué)氧傳感器實現(xiàn)氧含量檢測,傳感器與被測氣體接觸后發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)過程中產(chǎn)生與氧氣濃度成比例的電信號,儀器通過采集、放大并轉(zhuǎn)換該電信號,計算顯示出對應(yīng)的氧含量數(shù)值,部分工業(yè)級機(jī)型還支持?jǐn)?shù)據(jù)記錄、超標(biāo)報警、信號遠(yuǎn)傳等功能,適配工業(yè)現(xiàn)場的多樣化檢測需求。
電化學(xué)氧含量分析儀的核心檢測單元為電化學(xué)氧傳感器,主流采用原電池型(伽伐尼型)結(jié)構(gòu),部分高精度場景會搭配電解池型傳感器,整體反應(yīng)基于電解質(zhì)與氧氣的電化學(xué)反應(yīng),核心原理可概括為三步:
氣體滲透:被測氣體通過傳感器的透氣膜(聚四氟乙烯等透氣不滲水材質(zhì)),均勻擴(kuò)散至傳感器內(nèi)部的電極表面,透氣膜可過濾雜質(zhì)、控制氣體滲透速率,保證反應(yīng)穩(wěn)定。
電化學(xué)反應(yīng):傳感器內(nèi)部包含陰極、陽極和電解質(zhì)溶液(堿性/酸性或固體電解質(zhì)),氧氣在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),陽極則發(fā)生金屬氧化的氧化反應(yīng),形成自發(fā)的原電池反應(yīng);反應(yīng)過程中,氧氣的濃度越高,參與反應(yīng)的氧分子數(shù)量越多,產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng)越劇烈。
信號轉(zhuǎn)換與顯示:電化學(xué)反應(yīng)過程中會產(chǎn)生與氧氣濃度呈線性比例的微電流信號,儀器的信號處理模塊將該微電流進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換后,通過內(nèi)部算法計算出準(zhǔn)確的氧含量濃度,以數(shù)字、指針等形式直觀顯示,部分機(jī)型會將電信號轉(zhuǎn)換為4-20mA、RS485等工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號,實現(xiàn)遠(yuǎn)傳或聯(lián)動控制。
整個反應(yīng)過程無需外部供電(原電池型),功耗低,且反應(yīng)僅針對氧氣分子,對多數(shù)其他氣體無交叉響應(yīng),保證了檢測的特異性和準(zhǔn)確性。