<sup id="6gkiy"><wbr id="6gkiy"></wbr></sup>
<sup id="6gkiy"><option id="6gkiy"></option></sup>
<sup id="6gkiy"><wbr id="6gkiy"></wbr></sup>
<sup id="6gkiy"><wbr id="6gkiy"></wbr></sup>
<object id="6gkiy"></object>
您好,歡迎進(jìn)入北京樂氏聯(lián)創(chuàng)科技有限公司網(wǎng)站!
一鍵分享網(wǎng)站到:
產(chǎn)品列表

—— PROUCTS LIST

技術(shù)文章Article 當(dāng)前位置:首頁 > 技術(shù)文章 > 甲醛、VOC檢測(cè)原理你知道多少?

甲醛、VOC檢測(cè)原理你知道多少?

點(diǎn)擊次數(shù):7456 發(fā)布時(shí)間:2017-08-15

  甲醛、VOC等環(huán)境污染問題,大家比較關(guān)注,然而很少人去深度了解相關(guān)的檢測(cè)原理,也很難制造出的儀器服務(wù)于市場(chǎng)和應(yīng)用,下面就介紹幾種常用的環(huán)境污染氣體的檢測(cè)原理,供大家參考。

  氣體傳感器基礎(chǔ)原理知識(shí)篇

  *部分

  1

  1

  傳感器

  1.1 傳感器

  傳感器與傳感器技術(shù)的發(fā)展水平是衡量一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志,作為連接自然信息與人類感知的橋梁,其在采集、轉(zhuǎn)換、傳輸各種信息過程中所處的核心地位,正在不斷得到人們的關(guān)注和確認(rèn),可以說傳感器和傳感器技術(shù)幾乎已經(jīng)滲透到了人們生產(chǎn)、生活的所有領(lǐng)域。傳感器通常分為物理量傳感器、化學(xué)量傳感器、生物量傳感器,其中無論從自身性能,品種還是應(yīng)用領(lǐng)域的廣度深度上看,物理量傳感器都是重要的傳感器,相比之下,化學(xué)量傳感器、生物量傳感器只能算是傳感器領(lǐng)域的較小分支。在化學(xué)量傳感器當(dāng)中為人們所熟悉的是氣體傳感器;水份、濕度傳感器;氫離子傳感器、所有的化學(xué)量傳感器都具有靈敏、便捷、價(jià)廉、適時(shí)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)、其明顯的缺點(diǎn)是可靠性不足。氣體傳感器所使用的領(lǐng)域與人類的生產(chǎn)、生活更為密切

  1.2 氣體傳感器

  顧名思義,氣體傳感器就是對(duì)氣體的有關(guān)信息具有感知、轉(zhuǎn)換功能的器件,通常按工作原理的不同氣體傳感器主要分為:金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器、電化學(xué)式氣體傳感器三大類。從國(guó)內(nèi)、外市場(chǎng)范圍看,在品種、產(chǎn)量上據(jù)主導(dǎo)地位的仍屬金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器。各類氣體傳感器的品質(zhì)可以通過下列主要指標(biāo)來衡量:

  指標(biāo)

  詮釋

  靈敏度

  指?jìng)鞲衅鲗?duì)氣體感知的能力

  響應(yīng)時(shí)間

  指?jìng)鞲衅鲗?duì)氣體的感知速度

  恢復(fù)時(shí)間

  指?jìng)鞲衅髅撾x被測(cè)對(duì)象后自我修復(fù)的速度

  選擇性

  指?jìng)鞲衅鲗?duì)氣體探測(cè)的專一能力

  穩(wěn)定性

  指?jìng)鞲衅鲀?nèi)在物理性質(zhì)保持恒定的能力

  初始特征

  指?jìng)鞲衅魍姷椒€(wěn)定時(shí)的電性能特征表現(xiàn)

  線性

  指?jìng)鞲衅鞲兄煌瑵舛韧N氣體時(shí),濃度與靈敏度的關(guān)系描述

  2

  1

  半導(dǎo)體型氣體傳感器

  2.1 半導(dǎo)體氣體傳感器的工作原理

  半導(dǎo)體式氣體傳感器的基本工作原理:在一定條件(溫度)下,在被測(cè)氣體到達(dá)半導(dǎo)體材料表面并與吸附在半導(dǎo)體材料表面的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程中伴隨電荷轉(zhuǎn)移,進(jìn)一步引起半導(dǎo)體電阻的變化,通過測(cè)量半導(dǎo)體電阻的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的檢測(cè)。

  2.2 半導(dǎo)體氣體傳感敏感材料的種類

  半導(dǎo)體氣體傳感器敏感體主要是由半導(dǎo)體材料制成的,其中應(yīng)用為廣泛的半導(dǎo)體材料不是常見的硅、鍺半導(dǎo)體,而是金屬氧化物半導(dǎo)體,在氣體傳感器領(lǐng)域中應(yīng)用多的金屬氧化物是SnO2,ZnO,F(xiàn)e2O3,WO3等。

  2.3 半導(dǎo)體氣體傳感器的分類

  按照傳感器所使用的敏感材料的差異可分為:SnO2系列,ZnO系列、 Fe2O3系列等。因?yàn)閾絲a種類繁多,此分類不;

  按傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異可分為旁熱式、直熱式、自加熱式三類。其中對(duì)于旁熱式氣體傳感器,因其加熱器結(jié)構(gòu)不同,又可分為管狀旁熱式和片狀旁熱式,片式傳感器雙分為厚膜型和MEMS傳感器,隨著半導(dǎo)體加工技術(shù)的發(fā)展,以及氣體傳感器材料、結(jié)構(gòu)、工藝技術(shù)的不斷探索,MEMS傳感器將逐步走向歷史舞臺(tái)。

  2.4 半導(dǎo)體氣體傳感器環(huán)境類檢測(cè)的應(yīng)用

  隨著人們的生活水平的提高,人們對(duì)生活環(huán)境越來越重視,半導(dǎo)體氣體傳感器非常適合家庭領(lǐng)域空氣質(zhì)量的檢測(cè),目前應(yīng)用比較多的是連續(xù)檢測(cè)的空氣質(zhì)量檢測(cè)儀器,因此,對(duì)于氣體傳感器的選擇主要考慮穩(wěn)定性,旁熱式半導(dǎo)體氣體傳感器可以很好滿足此領(lǐng)域應(yīng)用需求。

  豆哥觀察:

  半導(dǎo)體氣體傳感器由于其輸出非線性,低濃度時(shí)靈敏度高,易受環(huán)境溫濕度影響,抗干擾性能差等特征,因此,其更適合于氣體的定性檢測(cè)或檢漏作業(yè),對(duì)于VOC的檢測(cè)數(shù)據(jù),建議用“優(yōu)、良、中、差”四個(gè)半定性級(jí)別表示為合理。市場(chǎng)上有一些用半導(dǎo)體傳感器做成的檢測(cè)VOC或甲醛的產(chǎn)品用mg/m3定量單位,這種表示除了忽悠用戶之外,沒有任何意義。

  3

  1

  電化學(xué)氣體傳感器

  這類傳感器以電化學(xué)原電池為基礎(chǔ),由一對(duì)貴金屬電極組成的電極系統(tǒng),充以特定的電解液(與被測(cè)氣體有關(guān))并經(jīng)全密封封裝組成。傳感器中另一個(gè)重要部件是半通透膜,它可選擇性地讓被測(cè)氣體分子通過擴(kuò)散方式進(jìn)入傳感器電解液,將大部分干擾物質(zhì)的分子阻隔掉,因而有效減少干擾。透過的氣體在工作電極上,在水分子上參與下,發(fā)生氧化還原反應(yīng),引起電子轉(zhuǎn)移而形成與被測(cè)氣體濃度有關(guān)的電極電流或電勢(shì)。常見氣體的電化學(xué)反應(yīng)如下:

  傳感器工作的穩(wěn)定性取決于參考電極電位的穩(wěn)定性。為參考電極電位的穩(wěn)定,可引入第三電極,稱平衡電極。在該電極上施加適當(dāng)?shù)钠珘?,該偏壓與在與參考電極上形成的電位相反,以總參考電位為零。

  電化學(xué)傳感器可用于絕大多數(shù)游離態(tài)小分子的檢測(cè)。一般說,凡是能與某種特定電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化還原法反應(yīng)的分子都可通過電測(cè)法進(jìn)行定量分析。

  大部分氣體傳感器的技術(shù)指標(biāo)已能滿足對(duì)室內(nèi)環(huán)境污染的檢測(cè)要求。傳感器的大測(cè)量范圍和它高可達(dá)到的分辨率是互相排斥的,一般不能同時(shí)滿足。

  電化學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,成本比較低,高質(zhì)量的產(chǎn)品性能穩(wěn)定,測(cè)量范圍和分辨率基本能達(dá)到室內(nèi)環(huán)境檢測(cè)的要求。但缺點(diǎn)是只適用于對(duì)大部分無機(jī)氣體和小部分有機(jī)小分子氣體的檢測(cè),且由于電解質(zhì)與被測(cè)氣體發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)而被消耗,故其工作壽命一般比較短,約為2-3年。

  豆哥觀察:

  電化學(xué)甲醛傳感器的性能和成本與其電極大小有很大的關(guān)系,由于其電極是貴金屬納米材料制備而成,電極面積在很大程度上決定了其成本,因市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和用戶需求的存在,很多儀器儀表企業(yè)在不斷壓縮傳感器價(jià)格時(shí),實(shí)際上是以犧牲傳感器穩(wěn)定性為代價(jià)的,這一點(diǎn)兒大家一定深思。

  此外,電化學(xué)甲醛傳感器存在交叉干擾等實(shí)際應(yīng)用問題,但目前沒有比電化學(xué)甲醛傳感器更適合的傳感器應(yīng)用于民用類市場(chǎng),因此,儀器儀表生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品和傳感器選擇路線上要做好定位。

  后繼我會(huì)針對(duì)電化學(xué)甲醛傳感器在空凈行業(yè)的綜合應(yīng)用,寫一篇文章僅大家參考。

  4

  光學(xué)類氣體傳感器

  當(dāng)一束光線照射到物質(zhì)表面時(shí),它與物質(zhì)的原子和分子相互作用。光線可能透過物質(zhì),可能部分被吸收,可能發(fā)生放射,散射和衍射,也可能發(fā)出熒光。因此光學(xué)檢測(cè)器的形式有多種多樣,常用的有基于光的吸收,散射和衍射;熒光,光電離和光聲轉(zhuǎn)換。能用光學(xué)檢測(cè)器測(cè)量的物質(zhì)種類很廣泛,幾乎涵蓋有機(jī),無機(jī)和生化物質(zhì)的所有形態(tài):固態(tài),液態(tài)和氣態(tài)。本文僅將對(duì)用于室內(nèi)環(huán)境污染檢測(cè)的光學(xué)檢測(cè)器作簡(jiǎn)單介紹。

  4.1 光能吸收式檢測(cè)器

  該檢測(cè)器工作原理基于Beer-Lambert 定律,如下圖:

  下圖所示為一個(gè)紅外光吸收式檢測(cè)器,它可以同時(shí)檢測(cè)CO、CO2和烷烴類可燃性氣體。該檢測(cè)器包括一個(gè)非分光式紅外發(fā)生器,紅外光線被導(dǎo)入一個(gè)封閉的金屬腔內(nèi),腔內(nèi)充有被測(cè)氣體,特定波長(zhǎng)的紅外光將被氣體吸收后,專門測(cè)定該特定波長(zhǎng)的紅外檢測(cè)管將吸收后的能量測(cè)出,用以表示被測(cè)氣體濃度。

  光的吸收特性(波長(zhǎng))與被測(cè)氣體的分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān),即每種氣體都有它自己的特征吸收峰。大多數(shù)的光吸收式檢測(cè)器采用紅外光或激光光源,以減少雜散光的干擾。 該檢測(cè)器 分辨率和測(cè)量精度較高,理論上使用壽命比電化學(xué)傳感器要長(zhǎng)得多,價(jià)格比較貴?;诩t外光吸收式檢測(cè)器的便攜式二氧化碳測(cè)試儀已被國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)列入方法之一。

  4.2 熒光檢測(cè)法

  近年來,高性能,高分辨率的熒光檢測(cè)器也已成功地應(yīng)用于對(duì)游離態(tài)甲醛和液體中的甲醛進(jìn)行高精度定量檢測(cè)。甲醛熒光檢測(cè)器使分辨率從電化學(xué)傳感器的0.01ppm提高10倍,即達(dá)到1ppb。但盡管采用這些方法的儀器已有商品化產(chǎn)品,由于其體積較大,價(jià)格也比較貴,目前尚限于實(shí)驗(yàn)室使用?,F(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)的便攜式儀器需求是目前市場(chǎng)的主體。

  熒光檢測(cè)器的工作原理見上圖。每種原子對(duì)光的吸收都具有其*的特性,即吸收的波長(zhǎng)不同。原子軌道上電子一般處于穩(wěn)定的基態(tài),當(dāng)電子受特定波長(zhǎng)的光激發(fā),吸收光能量后的電子躍遷到高能受激態(tài)。但受激態(tài)是一個(gè)不穩(wěn)定狀態(tài),該電子在耗去一定能量后,重新返回基態(tài)時(shí)便發(fā)出能量稍低的熒光。因此熒光的波長(zhǎng)比激發(fā)光的波長(zhǎng)要長(zhǎng)。通常激發(fā)光的波長(zhǎng)在250 - 450nm之間,發(fā)出的熒光在270–650nm 范圍內(nèi)。

  目前有二種形式,一是直接激發(fā)甲醛分子,二是基于Hantzsch反應(yīng),即使甲醛在水中與乙酰丙酮和氨發(fā)生反應(yīng)。生成物,a-a’ - 二甲基 -b-b’ – 二乙酰吡啶受253 nm 和 400 nm光的激發(fā)出510 nm波長(zhǎng)熒光。該熒光強(qiáng)度十分敏感,并正比于甲醛在水中濃度。可使分辨率達(dá)1ppb。

  Hantzsch 分析法的靈敏度是直接激發(fā)分析法靈敏度的400倍。但氣態(tài)甲醛必須通過一個(gè)含有乙酰丙酮和氨水溶液的測(cè)試皿接受光的激發(fā)。

  4.3 光聲轉(zhuǎn)換檢測(cè)法

  盡管該方法從原理上講,光聲轉(zhuǎn)換檢測(cè)法不算是一個(gè)新的發(fā)明,但可以應(yīng)用于微量游離態(tài)甲醛的檢測(cè)。簡(jiǎn)單說來,使被測(cè)氣體接受一束經(jīng)調(diào)制過的特定波長(zhǎng)(不同分子所吸收的波長(zhǎng)是不一樣的)光源照射,氣體分子被光激發(fā)后發(fā)出聲響信號(hào),用高靈敏度拾音器檢測(cè)該信號(hào),該信號(hào)的強(qiáng)弱正比于被測(cè)氣體的濃度。

  圖示為多氣體檢測(cè)儀上使用的光聲轉(zhuǎn)換檢測(cè)器。 該儀器可高精度地測(cè)量空氣中甲醛濃度。將一個(gè)球型黑體加熱至8000C發(fā)射特定波長(zhǎng)的紅外線光,經(jīng)橢圓形鏡面聚焦后被光斬波器調(diào)制成適當(dāng)頻率的光脈沖。再經(jīng)光濾波器變成頻帶很窄的單色光通過鍺窗口進(jìn)入測(cè)試腔。該測(cè)試腔腔壁為高放射材料制成。試樣被導(dǎo)入測(cè)試腔,但僅只被測(cè)氣體能有效吸收該特定波長(zhǎng)的紅外光能量,被測(cè)氣體濃度越高,吸收的光能越多。氣體吸收能量后會(huì)受熱,體積膨脹,腔壁壓力增大。由于在光脈沖作用下,這個(gè)壓力的變化也是脈沖式的,因而形成聲波。使用二個(gè)高靈敏度拾音器,其中一個(gè)提供參考信號(hào),輸出電流,經(jīng)放大后,進(jìn)行信號(hào)處理。

  多氣體檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)

  從介紹資料上看,該檢測(cè)器的固有特征是幾乎無零位漂移,因?yàn)槿魺o試樣進(jìn)入測(cè)試腔,則無聲波產(chǎn)生,零位便無漂移。它靈敏度很高,工作十分穩(wěn)定可靠,經(jīng)出廠標(biāo)定后,不需要經(jīng)常性校驗(yàn)。此外它的線性測(cè)量范圍很寬,使用壽命也很長(zhǎng)。還有一個(gè)特點(diǎn)是,通過變換組合式濾光片,可十分方便地?fù)鞙y(cè)不同品種氣體。該產(chǎn)品已做成便攜式,適用于現(xiàn)場(chǎng),實(shí)時(shí),連續(xù) / 間斷監(jiān)測(cè)。

  4.4 光電離檢測(cè)器

  4.4.1光電離(PID –Photo Ionisation Detector)檢測(cè)器

  該檢測(cè)器適用于定量測(cè)定有機(jī)揮發(fā)氣體的總量(Total Volatile Organic Compounds),而一般說來不能區(qū)分具體某種VOC 成分。有機(jī)揮發(fā)氣體成分很復(fù)雜,日常可辨別的有三百多種。有機(jī)揮發(fā)氣體的分子比較大,在一定能量作用下,會(huì)分裂。

  PID的工作原理如下圖所示,PID的關(guān)鍵部件是一個(gè)能發(fā)出特定波長(zhǎng)的紫外光光源 (用特殊材料制作的燈泡),將該紫外光束射入一個(gè)測(cè)試腔,當(dāng)被測(cè)有機(jī)揮發(fā)性氣體由泵抽入該測(cè)試腔時(shí),受到紫外光的轟擊而發(fā)生電離,分裂成帶正負(fù)電性的二個(gè)基團(tuán)。在測(cè)試腔的出口處,裝有一對(duì)施加了適當(dāng)工作電壓的電極,受到電極電壓的吸引,帶電基團(tuán)分別趨向相應(yīng)電極而形成正比于VOC 濃度的電流。通過測(cè)量該電流大小,確定VOC 濃度。分裂的基團(tuán)經(jīng)過電極后又重新復(fù)合,被抽出測(cè)試腔。

  PID 工作原理

  PID技術(shù)對(duì)于VOC 的檢測(cè)已經(jīng)比較成熟。對(duì)TVOC測(cè)量的分辨率高可達(dá)1ppb(0.0024mg/m3 , 以異丁烯標(biāo)定),*符合中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試精度要求。通過使用不同能量 (用電子伏特eV來表示)的紫外光源,使測(cè)量某些特定有機(jī)氣體成為可能。比如苯乙烯 (8.4eV), 苯蒸汽(9.8eV),氯乙稀 (9.99eV),乙稀 (10.5eV),丙酮酸 (10.66eV)和亞甲基氯(11.7eV) 。紫外光能量取決于燈泡內(nèi)混和氣體的性質(zhì)以及燈泡窗口所用的晶體材料。

  隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,將各種VOC成分的修正因子儲(chǔ)存在儀器的數(shù)據(jù)庫(kù)中, 當(dāng)測(cè)試某種已知的VOC成分時(shí),則可通過調(diào)用該修正因子直接讀出該VOC成分的濃度水平。

  4.4.2 輝光電離式 (CDID - CoronaDischarge Ionisation Detector) 檢測(cè)器

  CDID檢測(cè)器

  CDID檢測(cè)器不用紫外燈光源,可避免燈泡窗口被有機(jī)高分子聚合而形成一層有機(jī)簿膜而阻擋光束通過,從而降低靈敏度。CDID檢測(cè)器利用一對(duì)錐形電極在高壓下,在充有氬氣的電離室內(nèi)產(chǎn)生輝光放電而電離被測(cè)VOC,使之形成正負(fù)帶電基團(tuán)。相對(duì)于PID技術(shù),CDID大大延長(zhǎng)工作壽命,提高測(cè)量的穩(wěn)定性和可靠性,擴(kuò)展線性范圍;而且由于它能電離較高能量的VOC,但又不電離能量高于11.7eV的無機(jī)氣體。因此它既能檢測(cè)PID 不能檢測(cè)的四氯化碳等需要較高電離能的氣體,又有效排除了氧,氮等的干擾。

版權(quán)所有 © 2024 北京樂氏聯(lián)創(chuàng)科技有限公司

總流量:830899  管理登陸  技術(shù)支持:化工儀器網(wǎng)  GoogleSitemap

ICP備案號(hào):京ICP備06061264號(hào)-2
ass日本少妇高潮pics,人妻熟人中文字幕一区二区,男警察自己解下警裤自慰,成人区色情综合小说
个旧市| 林周县| 崇礼县| 北宁市| 迁西县| 驻马店市| 扶余县| 雷州市| 罗甸县| 西乌珠穆沁旗| 望谟县| 泽州县| 尼勒克县| 莆田市| 兴城市| 南平市| 平山县| 碌曲县| 外汇| 佛学| 达州市| 东宁县| 临漳县| 织金县| 江山市| 道孚县| 东乌| 磐石市| 西峡县| 大埔区| 交城县| 平邑县| 玉门市| 淳安县| 东莞市| 威信县| 重庆市| 和静县| 玉门市| 龙山县| 龙里县| http://www.1878mu.com http://www.17wds.com http://www.6vv9.com http://www.mndyr.com http://www.5fkk.com http://www.tqn6.com