電化學(xué)法傳感器的工作原理是至少有兩個電極(感應(yīng)電極和負(fù)電極),它們通過兩種方式相互接觸:
1.) 通過導(dǎo)電介質(zhì)(電解質(zhì),即液體作為離子導(dǎo)體)
2.) 通過外部電路(電子導(dǎo)體)。
電極由適配特殊氣體的特殊材料制成。它們具有催化作用,因此在氣體、催化劑和電解質(zhì)相遇的地方發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)。雙電極傳感器相對便宜,但有一些缺點,尤其是高氣體濃度情況。這會導(dǎo)致沒有測量信號。因此,第三個電極被添加至傳感器中,即所謂的參比電極。電流不會流過該電極,其具有穩(wěn)定電位。測量電極與負(fù)電極間的電勢差始終與參比電極的電勢差進(jìn)行對比,從而可以進(jìn)行校正,進(jìn)而改進(jìn)測量結(jié)果(例如在線性度和選擇性方面)并延長使用壽命。
NDIR傳感器分析儀特別適用于測定氣體中一氧化碳、二氧化碳或碳?xì)浠衔锏臐舛取?br />主要組件包括:
– 紅外發(fā)射光源
– 充有待分析氣體的照射管(比色杯)
– 濾波器
– 紅外探測器——紅外線接收器
紅外光照射測量管中的氣體,部分光被待測氣體分子吸收。隨后,其余紅外光照射濾波器并到達(dá)紅外探測器。理想情況下,只有待測氣體吸收相應(yīng)波長的光。但由于氣體混合物含有多種氣體,因此吸收區(qū)域可能重疊,從而增強(qiáng)了交叉敏感性。干擾部分要么必須得到補(bǔ)償測試(為避免測量結(jié)果虛假值),要么通過巧妙地選擇光譜范圍來避免。使用NDIR傳感器,可在從ppm到百分比范圍內(nèi)檢測超過100種不同氣體。在許多應(yīng)用領(lǐng)域,這是首選方法,因為測量方法是非接觸式且無消耗。
化學(xué)發(fā)光是指通過激發(fā)化學(xué)反應(yīng)而發(fā)射光。分子可通過吸收能量從電子初始狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮蛹ぐl(fā)狀態(tài)。在轉(zhuǎn)換過程中,吸收的能量可再次發(fā)射至低能量狀態(tài)。一方面,它可以以熱能發(fā)生(非輻射失活),另一方面,也可通過光(發(fā)光)發(fā)生。這種現(xiàn)象被用于氮氣分析。
一氧化氮(NO)與臭氧(O3)反應(yīng)激發(fā)二氧化氮(NOIm Anhang )。
發(fā)射光被放大并被光電倍增器測量。當(dāng)樣氣氣流中所有的氮氧化物被測量時,這時首先測量的是一氧化氮含量。該過程不需要催化劑。隨后,將氣流經(jīng)過催化劑,二氧化氮轉(zhuǎn)變成一氧化氮,這時可以測定一氧化氮和二氧化氮(即氮氧化物)的總和。
紫外傳感器測量原理是根據(jù)在450nm到45nm選擇吸收紫外光。比如SO2,NO2,芳香烴(例如苯)和臭氧等氣體可以在這個光譜范圍內(nèi)被檢測。這一類氣體的分析不會被擾亂的蒸汽濃度影響。發(fā)射光源是特殊的紫外光源。利用氮化鋁鎵技術(shù)可以覆蓋從450nm到230nm的特殊范圍。樣品吸收光是符合朗伯-比耳定律的。紫外傳感器的物理構(gòu)造包含一個帶有兩個檢測器的光度計。其中參比檢測器一直持續(xù)控制紫外光源的輻射強(qiáng)度,并抵消老化效應(yīng)和溫度影響。在光度計內(nèi),紫外光源的光線通過紫外線透鏡進(jìn)行二次處理生成平行光束。平行光束會被分成測試光束和參比光束。在測量池的末端,光束會被另外一個紫外透鏡匯聚到一個高靈敏度的紫外線檢測器上面,檢測器能把光線轉(zhuǎn)換成可測量的電壓。這樣根據(jù)測量池內(nèi)被吸收的光就可以換算成被測氣體的濃度。