L型二氧化碳純度測定儀是一款專為測量二氧化碳?xì)怏w純度設(shè)計(jì)的高精度儀器,其核心原理基于堿液吸收法,通過氫氧化鉀(KOH)溶液與樣品氣體中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(化學(xué)方程式為:2KOH+CO?=K?CO?+H?O),吸收二氧化碳后,根據(jù)剩余氣體形成的氣泡大小判斷純度。該儀器符合國標(biāo)GB-10621-2006《食品添加劑液體二氧化碳》標(biāo)準(zhǔn),測量范圍覆蓋99.0%至100%,精度分段優(yōu)化:在99.980%至100%范圍內(nèi)精度達(dá)0.001%,99.80%至99.97%范圍內(nèi)為0.01%,99.00%至99.75%范圍內(nèi)為0.05%,是目前市面上精度最高的二氧化碳純度測定儀之一,準(zhǔn)確性比進(jìn)口儀器高10倍。
一、核心檢測系統(tǒng)
紅外吸收檢測模塊
原理:基于二氧化碳對(duì)特定紅外波長(如4.3μm)的吸收特性,通過測量光強(qiáng)衰減計(jì)算濃度。
組成:
紅外光源:高精度紅外LED或半導(dǎo)體激光器,發(fā)射特定波長光線。
光路結(jié)構(gòu):包括光學(xué)透鏡、氣室(樣品池),確保光線通過待測氣體。
光電傳感器:將透射光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(如光電二極管或光電探測器)。
溫度補(bǔ)償系統(tǒng)
作用:消除環(huán)境溫度變化對(duì)紅外吸收的影響,提高測量精度。
組成:
溫度傳感器(如PT1000熱電阻)實(shí)時(shí)監(jiān)測氣室溫度。
溫控電路自動(dòng)調(diào)節(jié)氣室加熱或冷卻,維持恒溫狀態(tài)。
二、信號(hào)處理與控制單元
模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)模塊
將光電傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),便于后續(xù)分析。
微處理器(MCU)
功能:
控制紅外光源、溫度補(bǔ)償、氣流調(diào)節(jié)等模塊。
運(yùn)行算法計(jì)算二氧化碳濃度(如比爾-朗伯定律)。
顯示和存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)。
常見型號(hào):STM32、Arduino等低功耗單片機(jī)。
顯示與交互界面
顯示屏:LCD或OLED屏幕,顯示實(shí)時(shí)濃度、溫度、工作狀態(tài)等。
按鍵/觸摸屏:用于參數(shù)設(shè)置(如校準(zhǔn)、單位切換)、啟動(dòng)/停止測量。
三、采樣與氣路系統(tǒng)
氣體采樣單元
進(jìn)氣口:連接被測二氧化碳?xì)庠矗ㄈ玟撈俊⒐艿阑驓饽遥?/div>
流量計(jì):控制氣體流速(通常為0.1~1 L/min),確保穩(wěn)定流動(dòng)。
過濾裝置:去除雜質(zhì)(如粉塵、水分),防止污染氣室或傳感器。
氣室(樣品池)
結(jié)構(gòu):多采用長光程設(shè)計(jì)(如多層反射式或折疊光路),增強(qiáng)吸收信號(hào)強(qiáng)度。
材質(zhì):耐腐蝕、高透光材料(如不銹鋼或紅外石英玻璃)。
排氣與壓力調(diào)節(jié)
排氣閥:排出已測試氣體,避免氣路堵塞。
壓力傳感器:監(jiān)測氣路壓力,防止過壓損壞設(shè)備。
四、校準(zhǔn)與標(biāo)定模塊
零點(diǎn)校準(zhǔn)
方法:通入高純氮?dú)猓∟?)或零空氣,扣除背景噪聲和基線漂移。
量程校準(zhǔn)
標(biāo)準(zhǔn)氣:使用已知濃度的二氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣(如50%、100%CO?)進(jìn)行標(biāo)定。
自動(dòng)校準(zhǔn):部分儀器支持多點(diǎn)校準(zhǔn),通過軟件生成校正曲線。
存儲(chǔ)與校驗(yàn)
數(shù)據(jù)存儲(chǔ):記錄校準(zhǔn)參數(shù)(如K值、零點(diǎn)偏移),供后續(xù)調(diào)用。
自檢功能:開機(jī)自檢傳感器、氣路密封性和電路狀態(tài)。
五、電源與通信模塊
電源管理
供電方式:鋰電池(便攜型)或外部DC電源(實(shí)驗(yàn)室型)。
低電量報(bào)警:電量不足時(shí)提示充電或更換電池。
數(shù)據(jù)輸出與通信
接口:USB、RS-232、RS-485或藍(lán)牙,傳輸測量數(shù)據(jù)至電腦或移動(dòng)設(shè)備。
協(xié)議支持:Modbus、TCP/IP等工業(yè)通信協(xié)議(適用于集成化系統(tǒng))。
六、輔助功能模塊
濕度與溫度補(bǔ)償
作用:修正環(huán)境濕度對(duì)紅外吸收的影響(尤其高濕環(huán)境下)。
組成:內(nèi)置濕度傳感器(如電容式)和補(bǔ)償算法。
報(bào)警與安全功能
濃度報(bào)警:當(dāng)CO?濃度超過預(yù)設(shè)閾值(如99.99%)時(shí)聲光報(bào)警。
故障診斷:檢測氣路泄漏、光源老化或傳感器失效,并提示維護(hù)。
便攜性設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu):緊湊型機(jī)箱,配備提手或肩帶(適用于現(xiàn)場檢測)。
防護(hù)等級(jí):IP54及以上防塵防水(適應(yīng)工業(yè)環(huán)境)。