Handheld-Ozonkonzentrationsmessgeräte verwandeln hauptsächlich die Ozonggaskonzentration in elektrische Signale durch Sensoren, dann durch Schaltungsverarbeitung und Datenberechnung, um letztendlich die Ozonkonzentration in digitaler oder grafischer Form anzuzeigen, der Kern ist die Verwendung der chemischen oder physikalischen Eigenschaften von Ozon, um eine präzise Detektion zu erreichen.
Der aktuelle Mainstream-Handheld-Ozon-Detektor verwendet hauptsächlich die folgenden zwei Arbeitsprinzipien, die Szenarien und die Genauigkeit variieren:
Elektrochemisches Sensorprinzip (sehr häufig verwendet)
Dies ist die Mainstream-Technologie der aktuellen Handheld-Geräte, die elektrische Signale durch die Reaktion von Ozon und Chemikalien im Sensor erzeugt, die in vier Schritte unterteilt sind:
Gaseingang: Ozongas verbreitet sich durch den Lufteingang des Detektors (Staubfilter/Entfeuchtungseinrichtung) in den Induktionselektrodenbereich innerhalb des elektrochemischen Sensors.
Elektrochemische Reaktionen: Die Arbeitselektroden im Sensor reagieren oxidativ mit Ozon (Ozon wird reduziert), während ein schwaches Stromsignal erzeugt wird, und die Stromstärke ist linear positiv mit der Ozonkonzentration korreliert (je höher die Konzentration, desto größer der Strom).
Signalwandlung: Der schwache Strom des Sensorausgangs wird durch eine Verstärkungsschaltung im Detektor und ein A/D-Umwandlungsmodul in ein berechnbares digitales Signal umgewandelt.
Datenanzeige: Der Prozessor konvertiert das digitale Signal in Ozonkonzentrationswerte (in der Regel in ppm oder mg/m³) basierend auf einer vorgegebenen Kalibrierkurve (im Voraus mit Standard-Ozongas kalibriert), die schließlich in Echtzeit auf dem Display angezeigt wird.
Die Vorteile dieses Prinzips sind die schnelle Reaktionsgeschwindigkeit (in der Regel < 30 Sekunden), das kleine Volumen und der niedrige Stromverbrauch, geeignet für die schnelle Erkennung vor Ort; Der Nachteil ist, dass der Sensor eine Lebensdauer hat (1-2 Jahre), regelmäßig kalibriert werden muss und anfällig für Umweltfaktoren wie Feuchtigkeit und Temperatur ist.
2. UV-Absorptionsprinzip (hochpräzise Szene)
Basierend auf den physikalischen Eigenschaften der "selektiven Absorption von Ozon für bestimmte Wellenlängen von UV-Strahlen", ist die Präzision höher, häufig in Szenarien, die strenge Anforderungen an die Testergebnisse stellen, der Arbeitsablauf wie folgt:
Lichtemission: Die UV-Lichtquelle im Detektor (in der Regel emittiert UV-Licht mit einer Wellenlänge von 254 nm, die Ozon stark absorbiert) sendet stabiles UV-Licht in die Detektionsgaskammer.
Gasabsorption: Nachdem das zu erkennende Ozongas in die Gaskammer gelangt, wird ein Teil des UV-Lichts von Ozon absorbiert, und die Absorptionsmenge folgt dem Lambert-Beer-Gesetz (d. h. der Absorptionsgrad ist proportional zur Ozonkonzentration und der Länge der Gaskammer).
Signalverkennung: Der UV-Detektor am anderen Ende der Gaskammer empfängt das verbleibende UV-Licht, das absorbiert wurde, und wandelt das Lichtsignal in ein elektrisches Signal um, je mehr nicht absorbiertes Licht, desto stärker ist das elektrische Signal (in Verbindung mit der Ozonkonzentration).
Konzentrationsberechnung: Der Prozessor vergleicht die Unterschiede im elektrischen Signal zwischen „mit Ozon“ und „ohne Ozon“, kombiniert die Gaskammerparameter und die gesetzliche Formel, um die Ozonkonzentration zu berechnen und anzuzeigen.
Die Vorteile dieses Prinzips sind die hohe Genauigkeit (Fehler in der Regel < 2%), die lange Lebensdauer des Sensors (3-5 Jahre) und die hohe Störungsbeständigkeit; Der Nachteil ist, dass das Gerät relativ groß ist, der Stromverbrauch höher ist und die Kosten höher sind, und einige Handgeräte verwenden eine vereinfachte Version des UV-Moduls, um Tragbarkeit und Präzision zu balancieren.