Nguyên lý làm việc của máy dò khí cl2 cố địnhchủ yếu dựa trên công nghệ hấp thụ điện hóa hoặc hồng ngoại. Cốt lõi là chuyển đổi nồng độ clo thành tín hiệu có thể đo được thông qua phản ứng hóa học hoặc tính chất quang học. Chi tiết như sau:
1. Nguyên lý điện hóa: Clo đi vào cảm biến qua màng thoáng khí và trải qua phản ứng oxi hóa khử với chất điện phân giữa điện cực làm việc và điện cực tham chiếu; dòng điện tạo ra có quan hệ tuyến tính với nồng độ clo. Dòng điện vi mô được xử lý bằng mạch khuếch đại, chuyển đổi thành tín hiệu điện áp, sau đó xuất ra giá trị nồng độ kỹ thuật số thông qua chuyển đổi tương tự-sang-kỹ thuật số.
(1) .Thành phần cốt lõi
Màng thoáng khí: Thẩm thấu có chọn lọc các phân tử clo và ngăn chặn sự can thiệp của bụi/hơi nước
Điện cực làm việc: Xúc tác phản ứng khử clo (vật liệu vàng/bạch kim)
Điện cực đếm: Duy trì cân bằng điện tích (vật liệu chì hoặc carbon thường được sử dụng)
Chất điện phân: Cung cấp môi trường dẫn điện-ion (polyme lỏng hoặc rắn)
Bộ xử lý tín hiệu: Khuếch đại dòng điện vi mô và tuyến tính hóa nó thành các chỉ số nồng độ
(2) .Đặc điểm hiệu suất
①. Độ nhạy: Giới hạn phát hiện thấp tới 0,001ppm (phần triệu), thời gian phản hồi Nhỏ hơn hoặc bằng 30 giây.
②. Tính chọn lọc: Thiết kế điện cực đặc biệt có thể ngăn chặn ảnh hưởng của các loại khí gây nhiễu như hydro sunfua và lưu huỳnh đioxit.
③. Tính ổn định: Mạch bù nhiệt độ không đổi giúp giảm lỗi do biến động nhiệt độ và độ ẩm môi trường.
④. Tuổi thọ: Tuổi thọ điển hình là 2-3 năm (trong điều kiện làm việc bình thường).
2. Nguyên lý hấp thụ hồng ngoại: Dựa trên công nghệ quang phổ hấp thụ hồng ngoại, các phân tử clo (Cl₂) có dải hấp thụ hồng ngoại riêng. Khi ánh sáng phát ra từ nguồn sáng hồng ngoại đi qua mẫu khí chứa clo, phân tử clo sẽ hấp thụ ánh sáng hồng ngoại có bước sóng cụ thể, dẫn đến cường độ ánh sáng truyền qua bị suy giảm. Mức độ suy giảm của cường độ ánh sáng truyền qua có quan hệ hàm mũ với nồng độ clo, từ đó tính toán trực tiếp nồng độ. Quá trình phát hiện tín hiệu như sau:
(1). Nguồn sáng hồng ngoại: phát ra ánh sáng hồng ngoại băng thông rộng liên tục (thường được sử dụng đèn dây tóc vonfram, thanh carbon silicon).
(2).Hệ thống lọc: lọc bước sóng hấp thụ đặc trưng của clo (chẳng hạn như dải-hồng ngoại trung cụ thể) thông qua bộ lọc giao thoa hoặc bộ đơn sắc.
(3) Lấy mẫu buồng khí: Khí cần kiểm tra đi vào buồng khí và hấp thụ năng lượng hồng ngoại của bước sóng mục tiêu.
(4).Chuyển đổi máy dò: Ánh sáng hồng ngoại còn lại được các máy dò nhiệt điện, nhiệt điện và các máy dò khác tiếp nhận và chuyển đổi thành tín hiệu điện.
(5).Tính toán nồng độ: Bộ vi xử lý tính toán giá trị nồng độ clo bằng cách đo độ suy giảm cường độ ánh sáng của thiết bị đo.
(6).So sánh ưu điểm: Nguyên lý điện hóa có phản ứng nhanh và độ nhạy cao, phù hợp để theo dõi-thời gian thực; nguyên lý hồng ngoại có khả năng chống-nhiễu mạnh mẽ và phù hợp với môi trường phức tạp.