专门用于无损、快速检测密封包装(如食品、药品、电子产品)内部顶部空间氧气浓度的设备。其核心是利用电化学氧传感器,通过穿刺包装取样的方式,精确测量氧气含量,从而评估产品的保质期和包装的阻隔性能。
一、工作原理:电化学氧传感器
电化学传感器是仪器的“心脏”。其工作原理基于氧化还原反应。
传感器结构:传感器主要由一个透气膜、一个阴极(通常为金或铂)、一个阳极(通常为铅或锌)以及电解液组成。
氧气扩散:环境中的氧气通过传感器的透气膜扩散进入传感器内部。
电化学反应:
在阴极:氧气被还原,反应式为:O?
+ 2H?O + 4e? → 4OH?
在阳极:金属(如铅)被氧化,反应式为:2Pb
→ 2Pb2? + 4e?
电流信号:上述反应产生了一个与氧气浓度成正比的电流。氧气分子越多,反应越快,产生的电流就越强。
信号处理:仪器内部的电路测量这个微弱的电流,经过放大和温度补偿等处理,最终在屏幕上显示为氧气浓度(%
O?)。
关键点:传感器产生的电流直接、线性地与氧气分压(即浓度)成正比,这使得测量非常精确。
二、仪器主要构成
一台典型的电化学残氧仪包括:
主机:包含电路板、显示屏和数据处理单元。
电化学氧传感器:核心测量元件,通常有使用寿命(一般为1-2年)。
采样系统:
穿刺针:尖锐的不锈钢针,用于刺穿包装。
密封垫(O型圈):位于针座周围,在穿刺时确保包装与外界空气隔离,形成一个密闭的取样腔。
气体管路:将包装内的气体引导至传感器。
气体冲洗系统:通常内置一个小型气泵,用于在每次测量前后用氮气或环境空气冲洗传感器和管路,以防止交叉污染和确保读数归零。
电源:可充电电池或交流电源适配器。
三、测试流程(以食品包装为例)
准备工作:
将仪器开机,进行预热和自检。
确保采样针和密封垫清洁、无损。
如果需要,进行“清零”操作(在洁净空气中或使用氮气)。
测量步骤:
定位:选择包装的平坦、无产品残留的顶部空间区域。避免在有褶皱、封边或产品液面以下的位置穿刺。
固定与密封:将包装放置在测试台上,用仪器的采样头紧紧压住待测区域,确保密封垫与包装材料充分接触并形成临时密封。
穿刺取样:启动测试按钮,穿刺针自动或手动刺穿包装材料。包装内部的顶空气体通过压力差或内置泵的微吸引,经由穿刺针流入传感器腔体。
气体分析与读数:传感器接触到氧气后,产生电信号。仪器实时分析并在屏幕上显示氧气浓度值。读数通常在几秒到几十秒内稳定。
结束与复位:测试完成后,拔出穿刺针。仪器会自动用洁净气体冲洗管路,为下一次测试做好准备。包装上会留下一个微小的针孔。
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专门用于无损、快速检测密封包装(如食品、药品、电子产品)内部顶部空间氧气浓度的设备。其核心是利用电化学氧传感器,通过穿刺包装取样的方式,精确测量氧气含量,从而评估产品的保质期和包装的阻隔性能。
一、工作原理:电化学氧传感器
电化学传感器是仪器的“心脏”。其工作原理基于氧化还原反应。
传感器结构:传感器主要由一个透气膜、一个阴极(通常为金或铂)、一个阳极(通常为铅或锌)以及电解液组成。
氧气扩散:环境中的氧气通过传感器的透气膜扩散进入传感器内部。
电化学反应:
在阴极:氧气被还原,反应式为:O?
+ 2H?O + 4e? → 4OH?
在阳极:金属(如铅)被氧化,反应式为:2Pb
→ 2Pb2? + 4e?
电流信号:上述反应产生了一个与氧气浓度成正比的电流。氧气分子越多,反应越快,产生的电流就越强。
信号处理:仪器内部的电路测量这个微弱的电流,经过放大和温度补偿等处理,最终在屏幕上显示为氧气浓度(%
O?)。
关键点:传感器产生的电流直接、线性地与氧气分压(即浓度)成正比,这使得测量非常精确。
二、仪器主要构成
一台典型的电化学残氧仪包括:
主机:包含电路板、显示屏和数据处理单元。
电化学氧传感器:核心测量元件,通常有使用寿命(一般为1-2年)。
采样系统:
穿刺针:尖锐的不锈钢针,用于刺穿包装。
密封垫(O型圈):位于针座周围,在穿刺时确保包装与外界空气隔离,形成一个密闭的取样腔。
气体管路:将包装内的气体引导至传感器。
气体冲洗系统:通常内置一个小型气泵,用于在每次测量前后用氮气或环境空气冲洗传感器和管路,以防止交叉污染和确保读数归零。
电源:可充电电池或交流电源适配器。
三、测试流程(以食品包装为例)
准备工作:
将仪器开机,进行预热和自检。
确保采样针和密封垫清洁、无损。
如果需要,进行“清零”操作(在洁净空气中或使用氮气)。
测量步骤:
定位:选择包装的平坦、无产品残留的顶部空间区域。避免在有褶皱?⒎獗呋虿芬好嬉韵碌奈恢么┐獭?/span>
固定与密封:将包装放置在测试台上,用仪器的采样头紧紧压住待测区域,确保密封垫与包装材料充分接触并形成临时密封。
穿刺取样:启动测试按钮,穿刺针自动或手动刺穿包装材料。包装内部的顶空气体通过压力差或内置泵的微吸引,经由穿刺针流入传感器腔体。
气体分析与读数:传感器接触到氧气后,产生电信号。仪器实时分析并在屏幕上显示氧气浓度值。读数通常在几秒到几十秒内稳定。
结束与复位:测试完成后,拔出穿刺针。仪器会自动用洁净气体冲洗管路,为下一次测试做好准备。包装上会留下一个微小的针孔。