什么是浓度测量装置？

 

什么是浓度测量装置？

图1 浓度测量装置示意图

浓度计是测量气体或液体中所含特定物质浓度的装置。

通过测量通过滤光器获得的特定波长的光或以规则间隔划分为波长的光（光谱）的吸收和反射量来确定待测对象的浓度。将测定对象物固定后，用被测定物高度吸收的独特波长的光照射样品，用检测器测定透过量（衰减量），从而测定浓度。脉搏血氧计也是一种利用光透射率的吸收密度计。

浓度测量装置的使用目的

浓度测量仪器的主要用途是测量液体或气体中特定目标物质的浓度。用于各种工业领域。

1、食品饮料领域

图 2. 用于食品包装的氧气计图像

在食品工业中，有许多产品由于氧气引起的氧化反应而导致质量下降。在包装过程中，需要保持较低的氧气浓度，以防止品质劣化。氧气浓度计用于监测灌装机、封口机、包装机等设置是否正确，气体是否可靠灌装。

2、环境测量

在环境监测应用中，浓度测量仪器用于监测空气中NO _x、SO ₂、CO、CO ₂和HCl等各种气体的浓度。用于环境测量的氧气浓度计是用于检查存在缺氧风险的场所（例如沙井、下水道、储罐和船舶）的安全性的设备。

3. 医疗应用

在医疗领域，各种设备用于测量血氧水平（脉搏血氧计）、血糖水平等。

4、工业应用

在工业应用中，浓度计用于控制生产线上的液体浓度。具体例子包括晶圆制造过程中的抗蚀剂剥离液和酸碱清洗液的浓度控制、半导体制造过程中的回收化学品的浓度管理、以及氧化膜和氮化膜蚀刻液的浓度管理。

此外，微量氧分析仪是一种可以测量工业气体中极微量氧浓度的设备，用于半导体制造工艺、Ar焊接等。其他特殊项目包括在打印过程中测量墨水颜色密度的设备，以及预拌混凝土的盐度计。

5.实验科学

在实验科学中，用于测量酶反应引起的颜色反应的浓度，并将其转换为酶的活性值。浓缩器还用于测量蛋白质和核酸的浓度（定量分析）。

浓度计原理

许多测量液体浓度的浓度测量仪器都采用分光光度法作为测量原理。

1. 吸收光度测定

在分光光度测定中，用特定波长的光照射装有待测样品的容器（池）。基于从接收透过细胞的光的光接收部(检测器)获得的电信号，通过检测光的透过率(衰减)的程度，可以测量物质浓度。

当照射光强度为I ₀，透射光强度为I，摩尔浓度为C，光路长度（厚度）为l，摩尔消光系数为ε时，-logI/I ₀定义为则，建立以下公式，吸光度A与样品浓度C成正比。通过根据该关系式创建校准曲线，可以确定未知物质的浓度。 (A = εCl)

2. 光谱仪

用于从来自光源的白光获得特定波长的方法包括通过诸如有色玻璃等滤光器的滤光器方法、使用由水晶或石英制成的棱镜的棱镜方法以及使用衍射光栅的连续方法。有光栅公式求得等

例如，滤光片法是在试样与受光部之间设置补色滤光片，通过红色、绿色、蓝色滤光片来测定光的方法。

3. 光源/探测器

用作光源的主要光源包括氘放电管、钨丝灯和LED。探测器包括光学半导体（光电池）和光电倍增管（光电倍增管）。由于可测量的波长范围因分光方法和检测器类型而异，因此需要根据目的选择设备和池材料。

另一方面，在测定测定对象物质的血氧计等浓度计的情况下，从光源仅发出被对象物质高度吸收的特定波长的光，并且发出光。检测器获得的测量值转换成电信号后将显示为。

浓度测量仪器的类型

图 3. 氧气计等气体测量设备的图像

如上所述，浓度测量仪器有多种用途，包括测量气体和液体。在测量液体的浓度测量仪器中，除了分光光度法之外，还有通过使传感器部分的振动元件在液体中振动而产生的粘性阻力来测量浓度的仪器，以及通过组合测量浓度的仪器。有超声波、电导率仪等。

还有各种类型的氧气计。例如，用于物理科学的测量室、手套箱和培养箱内的浓度的传感器，用于环境测量的传感器，用于检测生产线上的微量氧气的传感器，以及用于测量包装内的氧气浓度的传感器。测量范围和测量极限因应用而异，因此有必要选择适合应用的测量范围和测量极限。

其他类型的浓度测量仪器包括用于监测氢气溶液中氢气浓度的溶解氢计和臭氧浓度计。