Tipos populares de comprobadores de ozono y sus principios de funcionamiento

Las investigaciones han demostrado que la luz ultravioleta de 253,7 nm del ozono posee un alto coeficiente de absorción, lo que provoca la atenuación de la luz ultravioleta en esta longitud de onda, de acuerdo con la ley de Lambert-Beer. El sensor de ozono funciona según el principio de absorción ultravioleta, utilizando una fuente de luz ultravioleta constante para producir luz ultravioleta. Se implementa un filtro de ondas de luz para filtrar la luz ultravioleta de otras longitudes de onda, permitiendo únicamente el paso de la luz ultravioleta de 253,7 nm.

La luz ultravioleta atraviesa el sensor fotoeléctrico de muestra y posteriormente es absorbida por el ozono, llegando al sensor fotoeléctrico de muestreo. En el caso de un sensor de ozono que utiliza el principio de absorción UV , se comparan las señales eléctricas del sensor fotoeléctrico de muestra y del sensor fotoeléctrico de muestreo, y la concentración de ozono se calcula mediante un modelo matemático basado en la ley de Lambert-Beer.

Materiales semiconductores sensibles a los gases, como WO₃, Sn₂O, In₂O₃ y otros óxidos, se utilizan en la construcción de elementos sensibles para sensores semiconductores de ozono . Estos materiales generan o liberan calor debido a reacciones de oxidación-reducción al exponerse al ozono, lo que provoca un cambio correspondiente en la temperatura y la resistencia del elemento. La concentración de ozono se transforma entonces en una señal eléctrica para medirla. Normalmente, a medida que aumenta la concentración, el valor de resistencia del componente aumenta significativamente y presenta una correlación lineal dentro de un rango determinado.

El sensor electroquímico de ozono consta de un electrodo de trabajo, un contraelectrodo, un electrodo de referencia, un electrolito y un circuito. Se puede mantener un valor de potencial constante entre el electrodo de trabajo y el electrodo de referencia. Al difundirse el ozono en el sensor, se produce una reacción de reducción en el electrodo de trabajo, mientras que en el contraelectrodo se produce una reacción de oxidación, lo que genera una ligera corriente que fluye entre ambos. Esta corriente es proporcional a la concentración de ozono en el sensor dentro de un rango específico, que posteriormente es calculada por el circuito para determinar el contenido de ozono.

Elija los sensores de ozono adecuados

Antes de comprar un detector de ozono, es importante determinar las características del entorno previsto y su propósito de uso. Esta información debe utilizarse para seleccionar un dispositivo de monitoreo de ozono que equilibre estabilidad, sensibilidad, selectividad y resistencia a la corrosión.

La estabilidad se refiere a la capacidad de la respuesta fundamental del sensor para mantenerse constante durante todo su período de funcionamiento, lo cual depende de la deriva del cero y la deriva del intervalo. La deriva del cero denota cambios en la respuesta de salida del sensor durante el período de funcionamiento en ausencia de ozono. La deriva del intervalo, por otro lado, se refiere al cambio en la respuesta de salida del sensor que permanece expuesto continuamente al ozono, lo cual se evidencia en una reducción de la señal de salida del sensor durante el período de funcionamiento. Un sensor ideal que opera en condiciones continuas debería presentar una deriva del cero anual inferior al 10 %.

La sensibilidad se refiere a la correlación entre la alteración de la salida del sensor de ozono y el cambio de entrada correspondiente. Depende principalmente de la tecnología empleada en la estructura del sensor. La mayoría de los diseños de sensores de gas utilizan principios bioquímicos, electroquímicos, físicos y ópticos. La primera consideración al seleccionar una tecnología sensible es asegurar que tenga la sensibilidad adecuada para detectar el límite de la válvula (TLV) o el límite explosivo inferior (LIE) del gas objetivo.

La selectividad, también conocida como sensibilidad cruzada, se puede evaluar midiendo la respuesta del sensor a una concentración específica de gas interferente. Esta respuesta es similar a la generada por una concentración específica de ozono. Esta característica es crucial al monitorear múltiples gases, ya que la sensibilidad cruzada puede afectar negativamente la repetibilidad y la fiabilidad de la medición. Idealmente, un sensor de ozono debería presentar alta sensibilidad y selectividad.

La resistencia a la corrosión se refiere a la capacidad del sensor de ozono para soportar la exposición a una alta concentración del gas objetivo. En caso de una fuga significativa de gas, la sonda del sensor debe ser capaz de soportar de diez a veinte veces la fracción de volumen de gas esperada. Durante el funcionamiento normal, la desviación del sensor y el valor de corrección del punto cero deben ser mínimos.