為了(le)保(bao)證生產過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)安全，微量(liang)氧(yang)氣(qi)分析(xi)儀在(zai)許多領域(yu)被(bei)廣(guang)泛(fan)應用，例(li)如(ru)醫療、食(shi)品(pin)、制(zhi)藥(yao)等行業(ye)。本(ben)文(wen)將(jiang)介紹該分(fen)析(xi)儀器的(de)定義、工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)以(yi)及(ji)在(zai)不(bu)同(tong)領域(yu)中(zhong)的(de)應用。
該(gai)分析(xi)儀器是(shi)壹(yi)種(zhong)用於(yu)檢(jian)測空(kong)氣(qi)中氧(yang)氣(qi)含(han)量(liang)的專(zhuan)業(ye)測試設備。它能(neng)夠(gou)精(jing)確(que)地(di)測量(liang)氧(yang)氣(qi)濃度，同(tong)時(shi)具備高靈(ling)敏度、高精(jing)度等特點(dian)，可(ke)用於(yu)醫(yi)療、食(shi)品(pin)、制(zhi)藥(yao)、環(huan)保(bao)等領域(yu)的(de)氧(yang)氣(qi)濃度監測。
二(er)、主(zhu)要工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)：
微量(liang)氧(yang)氣(qi)分析(xi)儀的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)基(ji)於電(dian)化(hua)學法(fa)或(huo)光(guang)學(xue)法。其中，電(dian)化(hua)學法(fa)是(shi)指利用電(dian)化(hua)學反應來(lai)檢(jian)測氧(yang)氣(qi)濃度的方(fang)法。光學法則是(shi)利用光(guang)的(de)吸收、發射或(huo)幹涉來(lai)檢測氧(yang)氣(qi)濃度的方(fang)法。兩種方法(fa)都可以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)空(kong)氣(qi)中微量(liang)氧(yang)氣(qi)濃度的快(kuai)速(su)、準確(que)檢(jian)測。
微量(liang)氧(yang)的(de)分析(xi)方法(fa)主(zhu)要有比色(se)法、化(hua)學電(dian)池(chi)法(fa)、黃磷(lin)發光法(fa)、濃差(cha)電(dian)池(chi)法(fa)和(he)氣相色(se)譜法(fa)。其中比色(se)法是(shi)較早采用的(de)分(fen)析(xi)方法(fa)，它是(shi)國家標準規(gui)定的方法(fa)，利(li)用銅(tong)氨溶(rong)液(ye)進行比色(se)分析(xi)，由於(yu)操作(zuo)復(fu)雜(za)，準確(que)度難以(yi)保(bao)證，並(bing)且不能(neng)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)在(zai)線分析(xi)，現(xian)在(zai)已(yi)很少采用，不(bu)過(guo)它還(hai)是(shi)壹(yi)種(zhong)仲裁方法。黃磷(lin)發光法(fa)是(shi)利用氧(yang)氣(qi)與(yu)黃磷(lin)氧(yang)化(hua)燃(ran)燒(shao)進行分析(xi)，具有分析(xi)速(su)度快(kuai)，可以(yi)連(lian)續分(fen)析(xi)的特(te)點，但(dan)該方(fang)法采(cai)用的(de)黃磷(lin)是(shi)危險(xian)化(hua)學品(pin)，生成的(de)產物(wu)具有腐蝕性(xing)，並(bing)且檢測限(xian)低(di)，所(suo)以現(xian)在(zai)已(yi)很少采用。在(zai)這(zhe)裏主(zhu)要介紹化(hua)學電(dian)池(chi)法(fa)、濃差(cha)電(dian)池(chi)法(fa)和(he)氣相色(se)譜法(fa)。
1.化(hua)學電(dian)池(chi)法(fa)
化(hua)學電(dian)池(chi)法(fa)的微量(liang)氧(yang)分(fen)析(xi)儀指的利(li)用氧(yang)化(hua)還(hai)原(yuan)電(dian)池(chi)的(de)原(yuan)理(li)進行微量(liang)氧(yang)分(fen)析(xi)，它的傳(chuan)感(gan)器（檢(jian)測器）是(shi)化(hua)學原(yuan)電(dian)池(chi)，主(zhu)要由壹(yi)個(ge)陰(yin)極，壹(yi)個(ge)陽極和(he)電(dian)解液(ye)組(zu)成，以(yi)上(shang)部(bu)件密(mi)封(feng)於惰(duo)性(xing)的(de)殼中，被(bei)測氣(qi)體(ti)中的(de)氧(yang)進入電(dian)池(chi)中(zhong)陰極附近(jin)O2得(de)到(dao)電(dian)子，陽極由金(jin)屬(shu)鉛(qian)制(zhi)成，失去(qu)電(dian)子本(ben)身(shen)被(bei)氧(yang)化(hua)，電(dian)池(chi)產(chan)生的電(dian)子由(you)電(dian)路引(yin)出然(ran)後(hou)進行補償(chang)修正(zheng)放大，即可測出(chu)被(bei)測氣(qi)體(ti)中的(de)氧(yang)含(han)量(liang)。反應式(shi)如(ru)下(xia)：
O2+2H2O+4e-→40H- 陰(yin)極
Pb+2OH-→pbo+H2O+2e 陽極
總(zong)反應式(shi)2pb+O2→2pbO
因(yin)實(shi)現(xian)方(fang)式的不同(tong)，可(ke)分(fen)為原(yuan)電(dian)池(chi)法(fa)、燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)法(fa)和(he)赫(he)茲電(dian)池(chi)法(fa)。
2.濃差(cha)電(dian)池(chi)法(fa)
濃差(cha)電(dian)池(chi)法(fa)也稱為氧(yang)化(hua)鋯電(dian)池(chi)法(fa)，它是(shi)利用氧(yang)化(hua)鋯元(yuan)件為檢(jian)測器的(de)關(guan)鍵部件，以(yi)它為主(zhu)體構(gou)成測氧(yang)電(dian)池(chi)，包(bao)括(kuo)氧(yang)化(hua)鋯管(guan)及(ji)塗制(zhi)在(zai)管(guan)底部的鉬(mu)電(dian)極和(he)電(dian)極引(yin)線，電(dian)極引(yin)線可將(jiang)信號引(yin)出；加(jia)熱爐用於(yu)加(jia)熱氧(yang)化(hua)鋯管(guan)，使(shi)它恒定在(zai)設定溫(wen)度（780±10℃）上(shang)；標(biao)氣(qi)管(guan)用於(yu)接(jie)通標氣(qi)，校準探(tan)頭(tou)；熱電(dian)偶用於(yu)測量(liang)氧(yang)電(dian)池(chi)中(zhong)的溫(wen)度，接入(ru)變送器溫(wen)控(kong)系(xi)統(tong)；接線板(ban)設有信號、熱電(dian)偶和(he)加熱爐三(san)對(dui)接線柱，其它還(hai)有過濾器、安裝(zhuang)法(fa)蘭(lan)和(he)探頭(tou)外殼。如圖1所(suo)示，在(zai)氧(yang)化(hua)鋯管(guan)底(di)的內(nei)外表面有兩個(ge)鉑電(dian)極，即參(can)比電(dian)極和(he)測量(liang)電(dian)極，分別帶(dai)有兩根鉑引(yin)線，構成(cheng)壹(yi)個(ge)氧(yang)化(hua)鋯測氧(yang)電(dian)池(chi)，即(ji)氧(yang)濃差(cha)電(dian)池(chi),它在(zai)鉑電(dian)極的反應原(yuan)理(li)是(shi)O2+4e→2O2- ；2O2-→O2+4e ,於是(shi)，兩電(dian)極間就(jiu)形(xing)成了(le)電(dian)位差(cha)，組(zu)成了(le)濃差(cha)電(dian)池(chi)（2）。
氧(yang)化(hua)鋯濃差(cha)電(dian)池(chi)的(de)主(zhu)要缺(que)點(dian)是(shi)還(hai)原(yuan)性(xing)雜(za)質(zhi)對(dui)微量(liang)氧(yang)的(de)分析(xi)有影(ying)響。因為在(zai)500－800攝(she)氏度的情(qing)況(kuang)下(xia)，還(hai)原(yuan)性(xing)物(wu)質(zhi)可(ke)以(yi)與(yu)氧(yang)發生反應，消(xiao)耗氧(yang)使(shi)分析(xi)結(jie)果(guo)偏(pian)低(di),它的主(zhu)要優點(dian)是(shi)量(liang)程(cheng)範(fan)圍(wei)寬(kuan)，可覆(fu)蓋常量(liang)至(zhi)微量(liang)的氧(yang)含(han)量(liang)分析(xi)，使用方(fang)便(bian)，使用壽(shou)命長。
3.氣(qi)相色(se)譜法(fa)
氣(qi)相色(se)譜法(fa)進行微量(liang)氧(yang)分(fen)析(xi)的優勢(shi)在(zai)於(yu)多種雜(za)質(zhi)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)檢測，因(yin)為空(kong)分(fen)氣體(ti)中(zhong)的(de)雜(za)質(zhi)分(fen)離(li)比較容易，所(suo)以色(se)譜柱(zhu)系(xi)統(tong)的配(pei)置(zhi)簡單(dan)。在(zai)進行包含(han)微量(liang)氧(yang)的(de)多種雜(za)質(zhi)檢(jian)測時(shi)，選擇(ze)色(se)譜分(fen)析(xi)比較合(he)適(shi)。可以(yi)選(xuan)擇(ze)的色(se)譜檢(jian)測器主(zhu)要有熱導(dao)檢(jian)測器、電(dian)子捕(bu)獲檢測器、氦(hai)離(li)子化(hua)檢測器、氬(ya)離(li)子化(hua)檢測器、放電(dian)離(li)子化(hua)檢測器、原(yuan)子(zi)發射檢(jian)測器（AED）等。
三、不(bu)同(tong)領域(yu)中(zhong)的(de)應用：
1.醫(yi)療行(xing)業(ye)：在(zai)醫(yi)療過(guo)程(cheng)中(zhong)，動(dong)脈(mai)血氧(yang)飽(bao)和(he)度是(shi)壹(yi)個(ge)十(shi)分(fen)重(zhong)要的參(can)數。它可以通過非(fei)侵入性(xing)的(de)方式，測量(liang)患者(zhe)的(de)動(dong)脈(mai)血氧(yang)飽(bao)和(he)度，並及(ji)時(shi)提供(gong)數據(ju)支持(chi)，確(que)保(bao)醫療人(ren)員(yuan)對患者(zhe)的(de)監(jian)測和(he)治療更(geng)加(jia)精(jing)準。
2.食(shi)品(pin)行業(ye)：氧(yang)氣(qi)是(shi)食品(pin)中微生物生長的(de)必要條件，但(dan)過高(gao)或過(guo)低(di)的氧(yang)氣(qi)含(han)量(liang)都會(hui)影(ying)響食品的(de)質(zhi)量(liang)和(he)安全。它可以幫助(zhu)廠家監測食(shi)品(pin)包裝(zhuang)中(zhong)的(de)氧(yang)氣(qi)含(han)量(liang)，保(bao)證食(shi)品質(zhi)量(liang)和(he)安全。
3.制(zhi)藥(yao)行業(ye)：在(zai)制(zhi)藥(yao)過程(cheng)中(zhong)，氧(yang)氣(qi)含(han)量(liang)的變化(hua)會影(ying)響藥(yao)品的(de)穩定性(xing)和(he)活(huo)性(xing)。它可實(shi)時(shi)監測制(zhi)藥(yao)過程(cheng)中(zhong)的(de)氧(yang)氣(qi)含(han)量(liang)，確(que)保(bao)藥(yao)品的(de)質(zhi)量(liang)和(he)效果(guo)。
4.環(huan)保(bao)行業(ye)：空(kong)氣(qi)中氧(yang)氣(qi)含(han)量(liang)的檢(jian)測對(dui)於(yu)環(huan)保(bao)監測也(ye)是(shi)非(fei)常重(zhong)要的。它可以幫助(zhu)環(huan)保(bao)人員(yuan)監測大(da)氣(qi)中的(de)氧(yang)氣(qi)含(han)量(liang)，及時(shi)發現(xian)和(he)診斷(duan)空(kong)氣(qi)質(zhi)量(liang)問題(ti)。
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