光化學氧氣測量儀是一種利用光化學原理來測定氣態氧濃度的精密設備。其核心在于其光化學傳感技術。這種技術通過光敏材料與氧氣發生反應，產生特定的光信號變化，從而間接測定氧氣的存在和濃度。具體來說，當光敏材料受到光照時，會吸收光能并發生化學變化，這一過程中如果氧氣存在，會與光敏材料發生反應，導致光信號的變化。通過測量這種光信號的變化，可以計算出氧氣的濃度。
1、光源系統
作用：提供特定波長的光，用于激發氧氣分子或參與光化學反應。
常見類型：
LED光源：波長可調（如紫外或近紅外波段），壽命長、能耗低。
激光光源：單色性好，適用于高精度測量（如可調諧二極管激光吸收光譜，TDLAS）。
特點：光源需穩定輸出，避免波長漂移影響測量精度。
2、氣室與光路系統
氣室：
結構：密封腔體，用于容納待測氣體，確保氣體與光充分作用。
材料：通常采用石英或特殊涂層玻璃，避免氣體吸附或腐蝕。
設計：可能包含反射鏡或透鏡組，延長光程以提高檢測靈敏度。
光路系統：
光學元件：包括透鏡、濾光片、分光鏡等，用于聚焦、分光或過濾特定波長。
光程調整：通過調整光路長度或角度，優化光與氣體的相互作用。
3、傳感器與檢測模塊
傳感器類型：
光化學傳感器：利用氧氣與特定物質（如熒光染料、化學發光試劑）反應產生的光信號變化檢測濃度。
光電探測器：如光電二極管（PD）或雪崩光電二極管（APD），將光信號轉換為電信號。
光譜分析模塊：在TDLAS技術中，通過分析激光被氧氣吸收后的光譜特征計算濃度。
檢測原理：
熒光猝滅法：氧氣分子猝滅熒光物質的發光強度，強度與濃度成反比。
化學發光法：氧氣參與化學反應產生光，光強與濃度相關。
吸收光譜法：氧氣吸收特定波長光，通過吸收強度計算濃度。
4、信號處理與控制單元
信號處理：
放大與濾波：增強微弱電信號，去除噪聲干擾。
模數轉換（ADC）：將模擬信號轉換為數字信號，便于后續處理。
算法處理：通過校準曲線或數學模型（如朗伯-比爾定律）將信號轉換為氧氣濃度。
控制單元：
微處理器（MCU）：控制光源開關、數據采集、參數調整等。
溫度補償：校正溫度對傳感器或光源的影響，提高穩定性。
自動校準：支持定期或實時校準，確保長期準確性。
5、顯示與輸出模塊
顯示界面：
LCD/OLED屏幕：實時顯示氧氣濃度、單位（%VOL、mg/m³等）、狀態指示燈等。
背光與觸控：支持夜間或低光環境操作，部分型號配備觸控功能。
輸出接口：
模擬輸出：4-20mA或0-5V信號，用于連接PLC或記錄儀。
數字輸出：RS232/RS485、USB或無線模塊（如藍牙、Wi-Fi），支持數據傳輸或遠程監控。
報警功能：設置濃度閾值，觸發聲光報警或繼電器輸出。
6、輔助系統
電源模塊：
供電方式：內置電池（便攜式）或外部電源適配器（固定式）。
穩壓電路：確保電源波動不影響儀器性能。
采樣系統：
泵或擴散式進氣：主動抽氣（泵式）或被動擴散（擴散式）采集氣體。
預處理裝置：如干燥管、過濾器，去除水汽、粉塵等雜質。
外殼與防護：
材質：金屬或高強度塑料，防塵、防水（IP等級標識）。
散熱設計：散熱孔或風扇，防止內部元件過熱。
7、軟件與算法（可選）
嵌入式軟件：運行于微處理器中，實現數據采集、處理、存儲和傳輸。
上位機軟件：通過PC或移動設備連接儀器，提供數據記錄、分析、報表生成等功能。
校準算法：基于標準氣體或參考值，自動調整測量參數，減少誤差。
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更新時間：2025-09-28 
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