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什么是濃度測(cè)量?jī)x器?

2025-5-21  閱讀(93)

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濃度測(cè)量?jī)x器是用來(lái)測(cè)量氣體或液體中特定物質(zhì)濃度的儀器。

通過(guò)測(cè)量通過(guò)濾光片獲得的特定波長(zhǎng)的光的吸收量或反射量,或?qū)⒐夥殖梢?guī)則的波長(zhǎng)間隔(光譜),就可以獲得被測(cè)物質(zhì)的濃度。當(dāng)測(cè)量物質(zhì)固定時(shí),通過(guò)用物質(zhì)高度吸收的特定波長(zhǎng)的光照射樣品,并用檢測(cè)器測(cè)量透射量(衰減量)來(lái)確定濃度。脈搏血氧儀也是一種利用光的透射率的光度計(jì)。

濃度測(cè)量?jī)x器的用途

濃度計(jì)的主要用途是測(cè)量液體或氣體中特定目標(biāo)物質(zhì)的濃度。它被用于各種工業(yè)領(lǐng)域。

1. 食品和飲料


在食品工業(yè)中,很多產(chǎn)品都是因?yàn)檠鯕庖鸬难趸磻?yīng)而導(dǎo)致品質(zhì)下降的。在包裝過(guò)程中,需要保持較低的氧氣濃度,以防止品質(zhì)下降。氧氣濃度計(jì)用于監(jiān)測(cè)灌裝機(jī)、封口機(jī)、包裝機(jī)等的設(shè)置是否正確,以及氣體灌裝是否可靠地進(jìn)行。

2. 環(huán)境測(cè)量

在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面,濃度測(cè)量?jī)x器用于監(jiān)測(cè)空氣中各種氣體的濃度,例如NOx、SO2  CO、CO2HCl。此外,環(huán)境測(cè)量用氧氣濃度計(jì)是用于檢查存在缺氧風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)所(例如沙井、下水道、儲(chǔ)罐和船舶)的安全的設(shè)備。

3.醫(yī)療用途

在醫(yī)療應(yīng)用中,各種設(shè)備用于測(cè)量血氧水平(脈搏血氧儀)和血糖水平等目的。

4.工業(yè)應(yīng)用

在工業(yè)中,濃度計(jì)用于管理生產(chǎn)線上的液體濃度。具體而言,例如晶圓制造工序中的抗蝕劑剝離液、酸堿清洗液的濃度控制、半導(dǎo)體制造工序中的再生化學(xué)品的濃度控制、氧化膜/氮化膜蝕刻液的濃度控制等。

此外,微量氧分析儀可以測(cè)量工業(yè)氣體中極微量的氧氣濃度,并用于半導(dǎo)體制造工藝和氬氣焊接。其他專業(yè)產(chǎn)品包括測(cè)量印刷油墨色密度的設(shè)備和預(yù)拌混凝土的鹽濃度計(jì)。

5.實(shí)驗(yàn)科學(xué)

在實(shí)驗(yàn)科學(xué)中,一種應(yīng)用是測(cè)量酶反應(yīng)引起的顯色反應(yīng)的濃度,并將其轉(zhuǎn)化為酶活性。濃度計(jì)也用于測(cè)量蛋白質(zhì)和核酸的濃度(定量分析)。

濃度測(cè)量?jī)x器的原理

許多測(cè)量液體濃度的濃度計(jì)采用吸光度法作為測(cè)量原理。

1. 吸收光度法

在吸光度法中,特定波長(zhǎng)的光照射到裝有待測(cè)樣品的容器(樣品池)上。受光部(檢測(cè)器)接收透過(guò)池子的光,根據(jù)得到的電信號(hào)檢測(cè)光的透過(guò)率(衰減),從而可以測(cè)量物質(zhì)的濃度。

當(dāng)照射光強(qiáng)度為I0 、透射光強(qiáng)度為I、摩爾濃度為C、光路長(zhǎng)度(厚度)為l、摩爾吸光系數(shù)為ε時(shí),將吸光度A定義-logI/I0,可得到以下等式,其中A與樣品的濃度C成比例。通過(guò)根據(jù)這種關(guān)系創(chuàng)建校準(zhǔn)曲線,可以量化未知物質(zhì)的濃度。 (A = εCl)

2.光譜儀

從光源發(fā)出的白光中獲取特定波長(zhǎng)的方法有多種,包括濾光片法(讓光穿過(guò)有色玻璃等濾光片)、棱鏡法(使用水晶或石英制成的棱鏡來(lái)分散光)以及光柵法(使用衍射光柵來(lái)獲取連續(xù)光譜)。

例如,濾光片法是在樣品和光接收單元之間放置互補(bǔ)色濾光片,并通過(guò)紅、綠、藍(lán)濾光片測(cè)量光。

3. 光源和探測(cè)器

所用光源主要有氘放電管、鎢絲燈、發(fā)光二極管等,探測(cè)器包括光學(xué)半導(dǎo)體(光電池)和光電倍增管(光電倍增管)。由于可測(cè)量的波長(zhǎng)范圍根據(jù)光譜方法和檢測(cè)器的類型而變化,因此需要根據(jù)目的選擇設(shè)備和池材料。

另一方面,對(duì)于測(cè)量特定物質(zhì)的濃度計(jì)(例如血氧儀),光源僅照射目標(biāo)物質(zhì)高度吸收的特定波長(zhǎng),并且檢測(cè)器獲得的光被轉(zhuǎn)換為電信號(hào),顯示為濃度。

濃度測(cè)量?jī)x器的種類

如上所述,濃度測(cè)量?jī)x器用途廣泛,種類繁多,例如用于測(cè)量氣體和液體的儀器。用于測(cè)量液體的濃度測(cè)量?jī)x中,除了采用吸光度法的濃度測(cè)量?jī)x外,還有通過(guò)使振動(dòng)傳感器在液體中振動(dòng)而產(chǎn)生的粘性阻力來(lái)測(cè)量濃度的濃度測(cè)量?jī)x,以及結(jié)合了超聲波和電導(dǎo)率的多組分濃度計(jì)。

氧氣測(cè)量裝置也有很多不同的類型。例如,有測(cè)量腔室、手套箱和培養(yǎng)箱內(nèi)濃度的實(shí)驗(yàn)室儀器,有用于環(huán)境測(cè)量的儀器,有檢測(cè)生產(chǎn)線上微量氧氣的儀器,有測(cè)量包裝內(nèi)氧氣濃度的儀器。由于測(cè)量范圍和測(cè)量限度根據(jù)應(yīng)用而不同,因此需要選擇適合應(yīng)用的設(shè)備。

濃度測(cè)量?jī)x器的其他例子包括用于監(jiān)測(cè)含有溶解氫氣的溶液中的氫濃度的溶解氫計(jì),以及臭氧濃度計(jì)。


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