Arbejdsprincippet om fast cl2 gasdetektorer hovedsageligt baseret på elektrokemisk eller infrarød absorptionsteknologi. Kernen er at omdanne klorkoncentrationen til et målbart signal gennem kemisk reaktion eller optiske egenskaber. Detaljerne er som følger:
1. Elektrokemisk princip: Klor kommer ind i sensoren gennem den åndbare membran og gennemgår en redoxreaktion med elektrolytten mellem arbejdselektroden og referenceelektroden; den genererede strøm er lineært relateret til klorkoncentrationen. Mikrostrømmen behandles af forstærkningskredsløbet, konverteres til et spændingssignal og udsender derefter en digital koncentrationsværdi gennem analog-til-digital konvertering.
(1).Kernekomponenter
Åndbar membran: Gennemtrænger selektivt klormolekyler og blokerer støv/vanddampinterferens
Arbejdselektrode: Katalyserer klorreduktionsreaktion (guld/platinmateriale)
Modelektrode: Opretholder ladningsbalancen (almindeligt anvendte bly- eller kulstofmaterialer)
Elektrolyt: Giver ion-ledende medium (flydende eller fast polymer)
Signalprocessor: Forstærker mikrostrøm og lineariserer den til koncentrationsaflæsninger
(2). Ydelseskarakteristika
①. Sensitivitet: Detektionsgrænse så lav som 0,001 ppm (parts per million), responstid Mindre end eller lig med 30 sekunder.
②. Selektivitet: Det specielle elektrodedesign kan undertrykke påvirkningen af forstyrrende gasser som hydrogensulfid og svovldioxid.
③. Stabilitet: Konstanttemperaturkompensationskredsløbet reducerer fejlen forårsaget af udsving i omgivelsernes temperatur og fugtighed.
④. Levetid: Typisk levetid er 2-3 år (under normale arbejdsforhold).
2. Infrarød absorptionsprincip: Baseret på infrarød absorptionsspektroskopiteknologi har chlor (Cl₂) molekyler et specifikt infrarødt absorptionsbånd. Når lyset, der udsendes af den infrarøde lyskilde, passerer gennem gasprøven, der indeholder klor, vil klormolekylet absorbere infrarødt lys af en bestemt bølgelængde, hvilket resulterer i dæmpningen af den transmitterede lysintensitet. Dæmpningsgraden af den transmitterede lysintensitet er eksponentielt relateret til klorkoncentrationen, hvorved koncentrationen beregnes direkte. Signaldetektionsprocessen som nedenfor:
(1). Infrarød lyskilde: udsender kontinuerligt bredbånds infrarødt lys (almindeligt brugt wolfram glødelampe, silicium carbon stang).
(2). Filtersystem: filtrer den karakteristiske absorptionsbølgelængde af klor (såsom et specifikt mellem-infrarødt bånd) fra gennem interferensfilter eller monokromator.
(3). Gaskammerprøvetagning: Gassen, der skal testes, kommer ind i gaskammeret og absorberer infrarød energi af målbølgelængden.
(4).Detektorkonvertering: Det resterende infrarøde lys modtages af termopæle, pyroelektriske og andre detektorer og omdannes til elektriske signaler.
(5). Koncentrationsberegning: Mikroprocessoren beregner klorkoncentrationsværdien ved at måle lysintensitetsdæmpningen af måleapparatet.
(6). Fordelsammenligning: Det elektrokemiske princip har hurtig respons og høj følsomhed, hvilket er velegnet til realtidsovervågning; det infrarøde princip har stærk anti-interferens og er velegnet til komplekse miljøer.