濃度單位ppm與毫克每立方米的換算

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1、濃度單位ppm與mg/m3的換算公式一、濃度單位ppm與mg/m3的換算公式：質(zhì)量濃度mg/m3=M氣體分子量/22.4*ppm數(shù)值*[273/(273+T氣體溫度)]*（Ba壓力/101325）人類文明的高度發(fā)展造成的環(huán)境破壞是21世紀(jì)所面臨的一個(gè)嚴(yán)肅而尖銳的問題。為了自身的生存發(fā)展，對大氣環(huán)境中污染物的排放進(jìn)行嚴(yán)格控制成為全世界人民的共同呼聲。因此，開發(fā)有效的氣體檢測設(shè)備已成為當(dāng)務(wù)之急。目前，人們對氣體的檢測手段主要方法有以下幾種[1]：熱導(dǎo)分析（常用于氣相色譜分析）、磁式氧分析、電子捕獲分析、紫外吸收分析、光纖傳感器、半導(dǎo)體氣敏傳感器、化學(xué)發(fā)光式氣體傳感器、化學(xué)分析、電化學(xué)式傳

2、感器。在眾多的分析設(shè)備中，一些設(shè)備，如化學(xué)發(fā)光式氣體分析儀等，雖然具有檢測靈敏度高、準(zhǔn)確性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但由于體積龐大，不能用于現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)測，而且價(jià)格昂貴，超出一般檢測用戶的承受能力，所以其應(yīng)用受到很大限制；其它一些分析設(shè)備，如半導(dǎo)體氣敏傳感器（如SnO2，ZnO等）[2-4]，靈敏度雖然比較高，但穩(wěn)定性較差，工作溫度大數(shù)在300℃以上，需要加熱裝置，一般只能用作報(bào)警器。相對而言，電化學(xué)式傳感器既能滿足一般檢測中對靈敏度和準(zhǔn)確性的需要，又具有體積小、操作簡單、攜帶方便、可用于現(xiàn)場監(jiān)測且價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，所以，在目前已有的各類氣體檢測設(shè)備中，電化學(xué)傳感器占有很重要的地位。二、電化學(xué)式氣體傳感

3、器的分類電化學(xué)式氣體傳感器是一種化學(xué)傳感器，按照工作原理，一般分為下面幾種類型：（1）在保持電極和電解質(zhì)溶液的界面為某恒電位時(shí)，將氣體直接氧化或還原，并將流過外電路的電流作為傳感器的輸出；（2）將溶解于電解質(zhì)溶液并離子化的氣態(tài)物質(zhì)的離子作用于離子電極，把由此產(chǎn)生的電動(dòng)勢作為傳感器輸出；（3）將氣體與電解質(zhì)溶液反應(yīng)而產(chǎn)生的電解電流作為傳感器輸出；（4）不用電解質(zhì)溶液，而用有機(jī)電解質(zhì)、有機(jī)凝膠電解質(zhì)、固體電解質(zhì)、固體聚合物電解質(zhì)等材料制作傳感器。表1匯集了正在實(shí)用化的電化學(xué)氣體傳感器的種類、檢測原理與性能。三、各種傳感器的工作原理及研究進(jìn)展（1）恒電位電解式氣體傳感器恒電位電解式氣體傳感

4、器的原理是：使電極與電解質(zhì)溶液的界面保持一定電位進(jìn)行電解，通過改變其設(shè)定電位，有選擇的使氣體進(jìn)行氧化或還原，從而能定量檢測各種氣體。對特定氣體來說，設(shè)定電位由其固有的氧化還原電位決定，但又隨電解時(shí)作用電極的材質(zhì)、電解質(zhì)的種類不同而變化。電解電流和氣體濃度之間的關(guān)系如下式表示：I=(nFADC)/δ（1）式中，I—電解電流；n—每1mol氣體產(chǎn)生的電子數(shù)；F—法拉第常數(shù)；A—?dú)怏w擴(kuò)散面積；D—擴(kuò)散系數(shù)；C—電解質(zhì)溶液中電解的氣體濃度；δ—擴(kuò)散層的厚度。在同一傳感器中，n、F、A、D及δ是一定的，所以電解電流與氣體濃度成正比。自50年代出現(xiàn)Clark電極以來，控制電位電化學(xué)氣體傳感器在結(jié)

5、構(gòu)、性能和用途等方面都得到了很大的發(fā)展[5]。國外有關(guān)這方面的報(bào)道大量出現(xiàn)在70年代，70年代初，市場上就有了SO2檢測儀器。以后，又先后出現(xiàn)了CO、CH3COOH、NXOY(氮氧化物)、H2S檢測儀器等產(chǎn)品[6-10]。這些氣體傳感器靈敏度是不同的，一般是H2S>NO>NO2>SO2>CO，響應(yīng)時(shí)間一般為幾秒至幾十秒，大多數(shù)小于１min[9、12]；它們的壽命相差很大，短的只有半年，而美國GeneralElectric公司生產(chǎn)的CO監(jiān)測儀實(shí)際壽命已近10年。影響這類傳感器壽命的主要因素為：電極受淹、電解質(zhì)干枯、電極催化劑晶體長大、催化劑中毒和傳感器使用方式等[13]。以CO氣體檢測

6、為例來說明這種傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示[14]，在容器內(nèi)的相對兩壁，安置作用電極和對比電極，其內(nèi)充滿電解質(zhì)溶液構(gòu)成一密封結(jié)構(gòu)，再在作用電極和對比電極之間加以恒定電位差而構(gòu)成恒壓電路。透過隔膜（多孔聚四氟乙烯膜）的CO氣體，在作用電極上被氧化，而在對比電極上O2被還原，于是CO被氧化而形成CO2。此時(shí)，作用電極和對比電極之間的電流就是(1)式的I，根據(jù)此電流值就可知CO氣體的濃度。這種方式的傳感器可用于檢測各種可燃性氣體和毒性氣體，如H2S、NO、NO2、SO2、HCl、Cl2、PH3等。（2）伽伐尼電池式氣體傳感器伽伐尼電池式氣體傳感器與上述恒電位電解式一樣，通過

7、測量電解電流來檢測氣體濃度。但由于傳感器本身就是電池，所以不需要由外界施加電壓。這種傳感器主要是用于O2的檢測，檢測缺氧的儀器幾乎都使用這種傳感器。適用于恒電位電解式氣體傳感器的電解電流與氣體濃度的關(guān)系式(1)也適用于這種傳感器。以O(shè)2檢測為例來說明這種傳感器的構(gòu)造和原理。其基本結(jié)構(gòu)如圖2所示[15]，在塑料容器內(nèi)的一側(cè)安置厚10μm～30μm的透氧性好的PTFE（聚四氟乙烯）膜，靠近該膜的內(nèi)面設(shè)置陰極(Pt、Au、Ag等)，在容器中其它內(nèi)壁或容器內(nèi)空間設(shè)