基于极谱法原理的高湿、有毒、有机气体中氧气含量测量 -梅特勒Mettler Toledo、哈美顿Hamilton&忻成科技Sincen产品对比
在工业气体测量中，高湿、有毒、腐蚀性、有机混合气体中的氧气含量测量一直是行业的痛点，传统的大多数测量原理都不能在高湿、有毒、腐蚀性气体中直接测量，需要增加气体预处理系统。这种测量方式会导致取样气体的成分和体积发生较大的改变，从而导致测量结果误差很大。目前有的测量方案采用TDLAS红外激光测量方案，但是成本较高，且预处理也要求较高，还需要对气体进行加热或是伴热，防止气体测量测量光腔内冷凝结露从而导致测量误差较大，还可能污染或损坏检测器。
相比与其他氧检测原理，极谱法氧含量检测在应对这种特殊工况具有低成本、不需预处理等显著优点。
极谱式传感器测量原理：
电化学Clark极谱式氧测量技术已广泛应用于气态常量氧及微量溶解氧的测量。此项技术是由Dr. Leland Clark于1956年最先发明。电化学（极谱法）氧分析仪基于传感器的结构又可以分为扩散型和平衡型两种，相对而言，扩散型的电化学溶氧传感器应用更为普及。结构如下：
图1：极谱法测定原理图
该传感器由阴极、阳极、电解液以及半透膜等主要部件构成，在直流极化电压作用下，氧气穿过半透膜到达阴极发生还原反应：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 同时阳极发生氧化反应: 4Ag + 4Cl- = 4AgCl + 4e-
当反应达到平衡稳定的条件下，该电化学反应形成的电流和氧气的分压（浓度）呈正相关关系：i∞=nFA（Pm/L）Cs
当电极结构和薄膜确定之后，式中A、Pm、L、n等均为常数。令K= nFA（Pm/L），则上式中：i∞=KCs。
因此可见，只要测得扩散电流i∞，即可测得氧浓度。
在工业应用，尤其是生物发酵和化学合成领域，极谱法氧气检测中，国外厂商以梅特勒Mettler Toledo和哈美顿Hamilton为典型代表。两家的电极结构和性能非常接近。以下以梅特勒Mettler Toledo的定型极谱法氧电极为例进行说明。
InPro 6800Series 性能参数如下（截图来自于梅特勒产品用户手册）：
梅特勒Mettler Toledo极谱法电极操作校准指导（截图来自于梅特勒产品用户手册）：
忻成科技的极谱法氧气传感器性能参数如下：
测量范围： 0.001% ~25.00%~65.00%
分 辨 率： 0.001%
测量精度： ±1.5%F.S或0.01%(取大者）
响应时间（T90）：小于20s
极化时间：60s(可在空气中)
被测介质温度： 0-50℃
气体流量： （1～2）L/min
传感器寿命： 大于3年（取决于样品）
空气或高氧：可长时间测量且不需频繁校准
电极与气体样品接触材质：聚碳酸酯或PEEK（可选）
流通池材质：不锈钢或PEEK（可选）
产品对比分析：
| 项目 | 梅特勒InPro6800 Gas | 忻成SPO6000 |
| 测量范围 | O2：0.1%-63% | O2：0.001%-25%-65.00% |
| 测量精度 | ＞0.1% | ＜0.01% |
| 25℃空气中电流 | 50-110nA | 1600-1800 nA |
| 零点电流 | 50-110pA | 10-20 pA |
| 耐压能力 | 9bar | 3 bar |
| 耐高温能力 | 最高140℃ | 最高70℃ |
| 极化时间 | 断电10分钟极化6小时 | 1分钟 |
| 电极材质 | 不锈钢 | 聚碳酸酯或PEEK |
综上分析，以梅特勒Mettler Toledo为代表的该类型极谱法电极的特点是耐高压和高温，这决定了电极在高温或是高压条件下的测量适用性，比如在生物发酵领域；而在非高温高压工况下，在电极耐氧化能力和测量精度方面远不如忻成科技的同原理电极，同时在实际测量过程中忻成科技的电极响应速度远快于外资该类型电极，另外，面对酸性腐蚀性气体其不锈钢材质也无法长时间耐受，而忻成科技的非金属材料电极可以很好的适用。
下面详细介绍忻成科技在极谱法氧方面的耐氧化、耐腐蚀、高精度优异性能的原因：
忻成科技极谱法氧创新技术，使氧传感器的阴极与阳极面积比比其他同原理传感器小几十甚至是几百倍，进而使传感器电流也比其他同类产品小几十甚至是几百倍，同时，创新技术还可以使传感器电流范围做到同类传感器中较高的水平，以上特点决定忻成科技极谱法氧气传感器拥有同类传感器中较高检测精度的同时又比其他同类产品具有更好的抗氧化能力，保证了传感器在从低氧测量到常量氧测量同类产品中有较长的使用寿命。
欲详细交流请联系VX：SJX5555。
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