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，或將光分成規則的波長間隔（光譜），就可以獲得被測物質的濃度。當測量物質固定時，通過用物質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物質的濃度。它被用于各種工業領域。

1. 食品和飲料

在食品工業中，很多產品都是因為氧氣引起的氧化反應而導致品質下降的。在包裝過程中，需要保持較低的氧氣濃度，以防止品質下降。氧氣濃度計用于監測灌裝機、封口機、包裝機等的設置是否正確，以及氣體灌裝是否可靠地進行。

2. 環境測量

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

3.醫療用途

在醫療應用中，各種設備用于測量血氧水平（脈搏血氧儀）和血糖水平等目的。

4.工業應用

在工業中，濃度計用于管理生產線上的液體濃度。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、半導體制造工序中的再生化學品的濃度控制、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氣體中極微量的氧氣濃度，并用于半導體制造工藝和氬氣焊接。其他專業產品包括測量印刷油墨色密度的設備和預拌混凝土的鹽濃度計。

5.實驗科學

在實驗科學中，一種應用是測量酶反應引起的顯色反應的濃度，并將其轉化為酶活性。濃度計也用于測量蛋白質和核酸的濃度（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，根據得到的電信號檢測光的透過率（衰減），從而可以測量物質的濃度。

當照射光強度為I0 、透射光強度為I、摩爾濃度為C、光路長度（厚度）為l、摩爾吸光系數為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。通過根據這種關系創建校準曲線，可以量化未知物質的濃度。 （A = εCl）

2.光譜儀

從光源發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光譜）。

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

3. 光源和探測器

所用光源主要有氘放電管、鎢絲燈、發光二極管等，探測器包括光學半導體（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光譜方法和檢測器的類型而變化，因此需要根據目的選擇設備和池材料。

另一方面，對于測量特定物質的濃度計（例如血氧儀），光源僅照射目標物質高度吸收的特定波長，并且檢測器獲得的光被轉換為電信號，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生的粘性阻力來測量濃度的濃度測量儀，以及結合了超聲波和電導率的多組分濃度計。

氧氣測量裝置也有很多不同的類型。例如，有測量腔室、手套箱和培養箱內濃度的實驗室儀器，有用于環境測量的儀器，有檢測生產線上微量氧氣的儀器，有測量包裝內氧氣濃度的儀器。由于測量范圍和測量限度根據應用而不同，因此需要選擇適合應用的設備。

濃度測量儀器的其他例子包括用于監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。