- 本文目录导读:
- 1、奥氏气体分析仪的原理
- 2、奥斯汀传感器构造
- 3、奥氏气体分析仪构造
- 4、使用奥斯汀型传感器测定CO₂方法
奥氏气体分析仪的原理
奥氏气体分析仪是一种用于测量空气中各种组成比例的工具,其中之一就是测定二氧化碳和其他温室效应物质含量。 奥族法则指出,在一个封闭容器内的混合物温度保持不变且压力相等时,每个组分在混合物中所占百分比数与该组份摩尔数成正比。因此,可以通过测量样品中单个组件所占总压力的百分比来确定其摩尔含量。
当奥斯汀传感器视窗接触到空气时,会发生以下反应:
CO₂ + H₂O → H₂CO₃
H₂CO₃再进一步离解为H⁺ 和 HCO₃⁻ 或 CO₃²⁻ 。
这些产生了可电离性溶液,并形成一个电荷双层。盐桥连接两个电极(即产生微小电流),并使用放大器将信号传递给数字显示屏以读取值。
奥斯汀传感器构造
典型的紫外线二氧化碳传感器由一个甲烷预处理单元,光电池检测单元和分流阀组成。样品气体进入仪器后,首先经过甲烷预处理单元,在该单元中加入路易斯酸(如Br₂)使其中的水蒸气消除或降低到较小的数量。然后它们被送入UV检测装置。
UV探头主要是一对紫外灯箱和两个侦察受体管:分别放射出256nm波长的紫外光束并接收荧光强度信号作为反馈值。当二氧化碳与水蒸汽混合时,会生成游离态质子(H⁺),这些阳离子在其周围引起了电位差,并促使游离态质子移动到纤维玻璃棒的顶端。
随着温度增加,产生可电离性物种并导致更多的Proton响应。在此基础上,可以推导出CO2含量。(例如1% CO2 在25℃下需要20mVPPb筛选前输出)。
奥氏气体分析仪构造
一台标准奥斯汀型二氧化碳传感器包括CO₂和水蒸气二元分离器、交错汇流进样器,一对CO₂传感器以及一对水分传感器。
① CO₂和湿度2元分离仪。这是一个通过两个小球,干燥剂(比如硅胶)和用于吸收剩余水汽的NaOH溶液,将空气中的二氧化碳与其他成份及其含量相互分离的装置。标准CO₂浓度为400 ppm(μ/L)以下, 标况下局部压强≤0.04kPa, 那么就需要使湿度降低到2%RH.
② 采样阀:将需要检验的空气进入,并且把未用完之前放回原来位置
③ 三向阀:连接发生储存容积罐或者电化学细胞等外接设备
使用奥斯汀型传感器测定CO₂方法
1. 在读数前先让卡箍加热30分钟以上,
2. 将所需测试范围内合适体积范围封装在密闭系统中,
3. 先进行自动白点调整,在此期间必须避免任何物质靠近试管口;
4. 进行零点校正;
5. 插入要测试的物质, 此过程需要将样品包装内部与奥斯汀传感器视窗直接接触,此时应关闭分流阀
6. 进行自动测量,并读取结果;
7. 记录并存档是否弥补偏差。
由于二氧化碳是一个主要引起全球变暖和气候变化的温室气体,所以对CO₂含量进行精确测量有着重要意义。奥斯汀型二氧化碳传感器可以通过有效且可靠地检测空气中这种关键组分来促进环境保护和可持续发展。
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