在線分析儀器在測量方法和傳感器件方面的變化
來源:慧聰源環保
日期:2020-11-11 08:48:27
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屬于:行業信息 近20年來,和對于電于學方面的巨大變化,在線分析儀器在測量方法和傳感器件方面的變化則不大。
a.傳感器的微型化設計。微型熱導檢測器的體積只有傳統熱導檢測器體積的 1/10,熱導池的容積由毫升級降至微升級,測量下限由100pm數量級降至10ppm數量級,橫河HTCD可達到1ppm數量級。這種變化意味著TCD型色譜儀已可替代一部分 FID型色譜儀,后者須使用多種輔助氣體,維護量較大且價格較高。使用多個并聯的微型TCD實現柱間檢測和并行檢測也已成為一種時尚。
微流量檢測器在體積小、抗振能力強方面優于薄膜電容檢測器,德國西門子和日本富士開發的微流量檢測器已用在許多紅外氣體分析儀和磁壓力式氧分析儀中。
b.光聲檢測器(PAD, photoacoustic detector)。國外已有在非分散紅外分析儀中使用PAD的報道。其原理和薄膜電容微音器相同,只是檢測器不帶接收氣室,直接與測量氣室(光聲池)相通。當切光頻率在20Hz至20kHz之間時,由于被測組分吸收產生的壓力脈沖可以作為聲波,被電容微音器檢測到。
PAD的靈敏度要高于氣動檢測器(薄膜電容或微流量檢測器),測量下限可低至ppm級和ppb級。在PAD中,光的吸收是直接測量的,如果氣室中無吸收氣體則無聲音產生,如果存在某種氣體就會產生某種聲音,如果存在多種氣體則會檢測到多種聲音,其信號的起始點(參比基準)為零。而在氣動檢測器中,是對樣品氣室和參比氣室的吸收差別加以比較進行測量的,測量結果來自兩個大數量級信號I0和I的比值,這一點限制了氣動檢測器靈敏度的提高。
c. 光纖探頭和半導體陣列檢測器。光纖探頭使在線光學儀器擺脫了采樣和樣品處理方面的困擾,可方便地用于原位測量,半導體陣列檢測器(包括PAD、CCD等)無需借助狹縫元件和掃描機構即可實現全譜接收。現在光纖探頭和半導體陣列檢測器已用于紅外、近紅外、可見-紫外光譜儀中,使得這些儀器結構簡化、性能提高,并適合用于在線分析。
d.用于液體檢測的探頭式傳感器發展較快。例如,離子選擇電極除玻璃膜電極外,還出現了晶體膜電極、液膜電極、氣敏電極、酶電極等。E+H公司率先開發的Menosens pH數字電極可以說是探頭式液體傳感器方面的一大革新。氟離子晶體膜電極、氨氣敏電極等已被列為標準檢測方法。生物傳感器的研究備受關注,因為它在大分子團檢測方面的優勢可以解決生物化工在線檢測的難題。國外已有將酶電極用于過程分析的報道,不僅可以分析葡萄糖、乳酸等物質,對醇類也可以進行高精度分析。其關鍵是解決生物材料及其壽命問題。