什么是濃度測量儀器？

濃度測量儀器是用來測量氣體或液體中特定物質(zhì)濃度的儀器。

通過測量通過濾光片獲得的特定波長的光的吸收量或反射量，或?qū)⒐夥殖梢?guī)則的波長間隔（光譜），就可以獲得被測物質(zhì)的濃度。當(dāng)測量物質(zhì)固定時，通過用物質(zhì)高度吸收的特定波長的光照射樣品，并用檢測器測量透射量（衰減量）來確定濃度。脈搏血氧儀也是一種利用光的透射率的光度計。

濃度測量儀器的用途

濃度計的主要用途是測量液體或氣體中特定目標(biāo)物質(zhì)的濃度。它被用于各種工業(yè)領(lǐng)域。

1. 食品和飲料

在食品工業(yè)中，很多產(chǎn)品都是因為氧氣引起的氧化反應(yīng)而導(dǎo)致品質(zhì)下降的。在包裝過程中，需要保持較低的氧氣濃度，以防止品質(zhì)下降。氧氣濃度計用于監(jiān)測灌裝機(jī)、封口機(jī)、包裝機(jī)等的設(shè)置是否正確，以及氣體灌裝是否可靠地進(jìn)行。

2. 環(huán)境測量

在環(huán)境監(jiān)測方面，濃度測量儀器用于監(jiān)測空氣中各種氣體的濃度，例如NOx、SO2 、 CO、CO2和HCl。此外，環(huán)境測量用氧氣濃度計是用于檢查存在缺氧風(fēng)險的場所（例如沙井、下水道、儲罐和船舶）的安全的設(shè)備。

3.醫(yī)療用途

在醫(yī)療應(yīng)用中，各種設(shè)備用于測量血氧水平（脈搏血氧儀）和血糖水平等目的。

4.工業(yè)應(yīng)用

在工業(yè)中，濃度計用于管理生產(chǎn)線上的液體濃度。具體而言，例如晶圓制造工序中的抗蝕劑剝離液、酸堿清洗液的濃度控制、半導(dǎo)體制造工序中的再生化學(xué)品的濃度控制、氧化膜/氮化膜蝕刻液的濃度控制等。

此外，微量氧分析儀可以測量工業(yè)氣體中極微量的氧氣濃度，并用于半導(dǎo)體制造工藝和氬氣焊接。其他專業(yè)產(chǎn)品包括測量印刷油墨色密度的設(shè)備和預(yù)拌混凝土的鹽濃度計。

5.實(shí)驗科學(xué)

在實(shí)驗科學(xué)中，一種應(yīng)用是測量酶反應(yīng)引起的顯色反應(yīng)的濃度，并將其轉(zhuǎn)化為酶活性。濃度計也用于測量蛋白質(zhì)和核酸的濃度（定量分析）。

濃度測量儀器的原理

許多測量液體濃度的濃度計采用吸光度法作為測量原理。

1. 吸收光度法

在吸光度法中，特定波長的光照射到裝有待測樣品的容器（樣品池）上。受光部（檢測器）接收透過池子的光，根據(jù)得到的電信號檢測光的透過率（衰減），從而可以測量物質(zhì)的濃度。

當(dāng)照射光強(qiáng)度為I0 、透射光強(qiáng)度為I、摩爾濃度為C、光路長度（厚度）為l、摩爾吸光系數(shù)為ε時，將吸光度A定義為-logI/I0，可得到以下等式，其中A與樣品的濃度C成比例。通過根據(jù)這種關(guān)系創(chuàng)建校準(zhǔn)曲線，可以量化未知物質(zhì)的濃度。 （A = εCl）

2.光譜儀

從光源發(fā)出的白光中獲取特定波長的方法有多種，包括濾光片法（讓光穿過有色玻璃等濾光片）、棱鏡法（使用水晶或石英制成的棱鏡來分散光）以及光柵法（使用衍射光柵來獲取連續(xù)光譜）。

例如，濾光片法是在樣品和光接收單元之間放置互補(bǔ)色濾光片，并通過紅、綠、藍(lán)濾光片測量光。

3. 光源和探測器

所用光源主要有氘放電管、鎢絲燈、發(fā)光二極管等，探測器包括光學(xué)半導(dǎo)體（光電池）和光電倍增管（光電倍增管）。由于可測量的波長范圍根據(jù)光譜方法和檢測器的類型而變化，因此需要根據(jù)目的選擇設(shè)備和池材料。

另一方面，對于測量特定物質(zhì)的濃度計（例如血氧儀），光源僅照射目標(biāo)物質(zhì)高度吸收的特定波長，并且檢測器獲得的光被轉(zhuǎn)換為電信號，顯示為濃度。

濃度測量儀器的種類

如上所述，濃度測量儀器用途廣泛，種類繁多，例如用于測量氣體和液體的儀器。用于測量液體的濃度測量儀中，除了采用吸光度法的濃度測量儀外，還有通過使振動傳感器在液體中振動而產(chǎn)生的粘性阻力來測量濃度的濃度測量儀，以及結(jié)合了超聲波和電導(dǎo)率的多組分濃度計。

氧氣測量裝置也有很多不同的類型。例如，有測量腔室、手套箱和培養(yǎng)箱內(nèi)濃度的實(shí)驗室儀器，有用于環(huán)境測量的儀器，有檢測生產(chǎn)線上微量氧氣的儀器，有測量包裝內(nèi)氧氣濃度的儀器。由于測量范圍和測量限度根據(jù)應(yīng)用而不同，因此需要選擇適合應(yīng)用的設(shè)備。

濃度測量儀器的其他例子包括用于監(jiān)測含有溶解氫氣的溶液中的氫濃度的溶解氫計，以及臭氧濃度計。