Zasada działania stały detektor gazu cl2opiera się głównie na technologii elektrochemicznej lub absorpcji w podczerwieni. Rdzeń polega na przekształceniu stężenia chloru w mierzalny sygnał poprzez reakcję chemiczną lub właściwości optyczne. Szczegóły są następujące:
1. „Zasada elektrochemiczna”: Chlor dostaje się do czujnika przez oddychającą membranę i ulega reakcji redoks z elektrolitem pomiędzy elektrodą roboczą a elektrodą odniesienia; generowany prąd jest liniowo powiązany ze stężeniem chloru. Mikroprąd jest przetwarzany przez obwód wzmacniający, przekształcany na sygnał napięciowy, a następnie wysyłana na wyjściu cyfrowa wartość stężenia poprzez konwersję analogową-na-cyfrową.
(1). Podstawowe komponenty
„Oddychająca membrana”: selektywnie przenika cząsteczki chloru i blokuje zakłócenia pyłu i pary wodnej
Elektroda robocza: Katalizuje reakcję redukcji chloru (materiał złoty/platynowy)
Przeciwelektroda: Utrzymuje równowagę ładunku (powszechnie stosowane materiały ołowiowe lub węglowe)
Elektrolit: zapewnia ośrodek-przewodzący jony (płynny lub stały polimer)
Procesor sygnału: wzmacnia mikroprąd i linearyzuje go w odczytach stężenia
(2). Charakterystyka wydajności
①. „Czułość”: granica wykrywalności tak niska, jak 0,001 ppm (cząstek na milion), czas reakcji mniejszy lub równy 30 sekund.
②. Selektywność: Specjalna konstrukcja elektrody może tłumić wpływ gazów zakłócających, takich jak siarkowodór i dwutlenek siarki.
③. Stabilność: Obwód kompensacji stałej temperatury zmniejsza błąd spowodowany wahaniami temperatury i wilgotności otoczenia.
④. Długość życia: Typowy okres użytkowania wynosi 2-3 lata (w normalnych warunkach pracy).
2. Zasada absorpcji w podczerwieni: W oparciu o technologię spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni cząsteczki chloru (Cl₂) mają określone pasmo absorpcji w podczerwieni. Gdy światło emitowane przez źródło światła podczerwonego przejdzie przez próbkę gazu zawierającą chlor, cząsteczka chloru pochłonie światło podczerwone o określonej długości fali, co spowoduje osłabienie natężenia przepuszczanego światła. Stopień tłumienia natężenia przepuszczanego światła jest wykładniczo powiązany ze stężeniem chloru, w ten sposób bezpośrednio obliczając stężenie. Proces wykrywania sygnału jak poniżej:
(1). Źródło światła podczerwonego: emituje ciągłe, szerokopasmowe światło podczerwone (powszechnie używana lampa z żarnikiem wolframowym, pręt z węgla krzemowego).
(2).System filtrów: odfiltruj charakterystyczną długość fali absorpcji chloru (taką jak określone pasmo średniej-podczerwieni) przez filtr interferencyjny lub monochromator.
(3). Pobieranie próbek w komorze gazowej: Badany gaz wchodzi do komory gazowej i pochłania energię podczerwieni o docelowej długości fali.
(4).Konwersja detektora: Pozostałe światło podczerwone jest odbierane przez detektory termoelektryczne, piroelektryczne i inne i przekształcane na sygnały elektryczne.
(5). Obliczanie stężenia: Mikroprocesor oblicza wartość stężenia chloru, mierząc tłumienie natężenia światła urządzenia pomiarowego.
(6). Porównanie zalet: zasada elektrochemiczna charakteryzuje się szybką reakcją i wysoką czułością, co jest odpowiednie do monitorowania-w czasie rzeczywistym; zasada podczerwieni ma silne działanie przeciw-zakłóceniom i jest odpowiednia dla złożonych środowisk.