O3臭氧检测技术与应用选型

爱氪森科技AQSystems 20230324

  • 臭氧传感器
  • 工业安全监测
O3臭氧检测技术与应用选型

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O3臭氧气体特性

臭氧(O3)是一种有毒气体，化学式为O3。臭氧在大气中是一种强氧化剂，能够破坏有机物质，细胞膜中的脂质、蛋白质和核酸等分子结构，对人体和其他生物体产生危害。

在医疗、食品加工、水处理等领域，臭氧也有着消毒和杀菌的作用，因为它能够破坏微生物细胞壁和细胞膜，从而杀死各种细菌、病毒、真菌等微生物。但是，长期暴露于高浓度臭氧环境中，会对人的呼吸系统、眼睛等造成损害，引发呼吸系统疾病和过敏反应。

此外，臭氧也是导致大气污染的主要因素之一，尤其是在城市的高峰时段和夏季高温季节，汽车尾气和工业排放物等排放的氮氧化物和挥发性有机物等物质，经过光化学反应，会生成臭氧和其他有害物质，对环境和人类健康产生不利影响。

O3气体TLV和中毒反应：

臭氧(TLV-TWA)=0.1 ppm, (TLV-STEL)=0.3 ppm, (TLV-C)=0.1 ppm.

在高浓度臭氧环境中长时间暴露或短时间接触高浓度臭氧，人体会产生多种中毒反应，包括头痛、咳嗽、胸闷、喉头发炎、气短、呼吸困难、流涕、眼痛、视力减退、皮炎等。当浓度超过 0.2ppm 时，人的嗅觉器官会有感知，此时需要及时进行排除和通风处理。

国内室内空气标准（GB/T 18883-2002）中规定，室内臭氧O3浓度不应超过0.1mg/m³。

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固态电化学O3臭氧传感器工作原理

固态电化学臭氧传感器采用三电极设计，可以连续进行气体浓度测量，传感器主要由三电极系统(工作电极, 对电极, 参比电极)、固态电解质组成，并在恒电位下工作，被气体通过扩散孔到达传感器的工作电极，在电极的多孔微观表面发生电化学还原反应，反应的质子通过聚合物电解质迁移到对电极，电流信号大小与被测气体浓度成正比。由第一菲克定律表示：i = nFDC因此，流过的电流与目标气体的浓度成正比，参比电极与恒电位仪保持电位恒定。


传感器优点与特性

  1. >>>灵敏度高：可检测PPB级浓度硫化氢气体测量，最低可达0.001ppm；
  2. >>>快速响应：传感器响应时间可在3秒以内，T90<30s；
  3. >>>稳定性好：长期使用不会出现零点漂移等问题；
  4. >>>寿命更长：采用非消耗型固态电解质技术，长期使用灵敏度衰减小；
  5. >>>微小尺寸：可实现多参数集成设备应用，便携可穿戴设备集成；
  6. >>>抗干扰强：采用特殊催化电极制备技术，抗干扰能力强，避免其他气体物质的干扰；
  7. >>>温度范围：可在-40°C~55°C环境下正常工作；
  8. >>>线性度高：全量程线性测量，满足高精度<±5%FS

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输出信号多样化选择

  1. 1、TTL UART Modbus RTU，I2C, SPI；
  2. 2、4-20mA, RS-485, Wifi, LoRa, 4G；

O3臭氧传感器主要应用领域有那些？

  • >>>空气污染监测：臭氧是空气污染的主要成分之一，通过检测臭氧浓度可以了解空气质量情况。
  • >>>水处理：臭氧可以用于水处理，通过检测臭氧浓度可以了解水处理过程中臭氧的使用情况。
  • >>>医疗：臭氧可以用于医疗器械的低温消毒，通过检测臭氧浓度可以进行有效控制，同时对医疗环境空气检测臭氧O3残留。
  • >>>食品加工：臭氧可以用于食品加工，通过检测臭氧浓度可以了解食品加工过程中臭氧的使用情况。
  • >>>农业：臭氧可以用于农业产品消毒杀菌处理，通过检测臭氧浓度可以了解消毒效果。
  • >>>工业安全：臭氧是一种有毒强氧化性气体，工业场所监测高浓度臭氧泄漏安全。
  • >>>室内空气品质：针对臭氧消毒杀菌、除臭的应用，实时监测室内空气中臭氧残留浓度；
  • >>>科学研究：用于高校实验室或科学研究机构，科研过程的臭氧浓度分析；
  • >>>消毒、杀菌、除臭：在农副食品加工、储藏环境的消毒、杀菌、除臭过程浓度监测。

EC Sense的气体传感器在各大行业及领域均得到了广泛应用，尤其在工业监测领域，可实现PPB级检测分辨率，抗干扰强，稳定可靠，测量精度得到大大提升，用户认可度高，尤其在工业安全领域中便携式检测仪、固定式工业探测报警器、氧气分析仪、在线式监测系统集成等。

AQSystems长期致力于智能气体传感技术研究和应用，同时开发各行业专业需求相关检测、报警与分析仪器，为用户提供全信号链，一站式气体检测解决方案。

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德国EC Sense中国传感器生产&应用设计研发中心    

宁波爱氪森科技有限公司    

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