固废利用荧光氧气传感器在塑料降解仪器氧含量监测中的应用方案

查看全部 · 发表于 2022-12-13 14:57:36

如今，塑料作为基础材料，在社会生产和居民生活中应用广泛，然而塑料的不规范生产、使用塑料制品和回收处置塑料废弃物，带来生态环境污染，加大资源环境压力，甚至会影响群众健康安全。为保护环境和人们的身体健康，需要对废弃的塑料进行降解。

塑料生物降解仪是一款新型的多功能、多通道微量气体体积和流量测定系统，可以满足对微生物发酵过程中气体的生产或消耗，以及生物呼吸率做准确的测定。在塑料生物降解过程中，根据所采用微生物菌群与氧的关系一般分为：好氧降解和厌氧降解。

同时，根据塑料降解的介质又分为几种主流降解环境，根据不同的降解要求，需要对应不同仪器进行检测，塑料生物降解测试系统在有氧条件下，微生物利用氧进行新陈代谢生成最终产物CO2，微生物所消耗的氧或生成的CO2可作为聚合物降解情况的一个指标，也是在实验室中进行降解测试常用的方法。传统方法是采用碱液吸收CO2，通过人工滴定、红外和顺磁性氧检测仪均可检测装置中氧和CO2浓度。但是，自动化和连续性的测试方法要求测定排出气流的检测仪信号要在一段时间内稳定，如果降解过程较缓慢，CO2和氧气浓度过低会导致信号很弱，会增加系统误差影响准确性。

塑料在空气中被外部热源或火源加热降解，产生挥发性产物、可燃性产物和热能产物，在外部热源的持续作用下，达到某一温度时即可燃烧，燃烧放出的一部分热量通过传导、辐射和对流等途径，被正在降解的塑料吸收，挥发出更多可燃性产物；燃烧的过程加剧了火焰周围空气的扰动，增加了可燃性挥发物与空气的混合程度，使燃烧更加剧烈。

而物质燃烧需消耗大量的氧气，不同的可燃物，燃烧时需要消耗的氧气量不同，通过对物质燃烧过程中消耗最低氧气量的测定，计算出物质的氧指数值以评价物质的燃烧性能。氧指数是指在规定的试验条件下，试样在氧气和氮气混合气流中，维持平稳燃烧（即进行有焰燃烧）所需的最低氧气浓度，以氧气所占的体积百分数表示（即在该物质引燃后，能保持燃烧50mm长或3min时所需要的氧、氮混合气体中最低氧的体积百分比浓度），是评价塑料及其他高分子材料相对燃烧性的一种表示方法，作为判断材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度。一般认为：氧指数﹤27属易燃材料，27≤氧指数﹤32属可燃材料，氧指数≥32属难燃材料。

氧指数测试方法，就是把一定尺寸的试样用试样夹垂直夹于透明燃烧筒内，其中有按一定比例的混合由下向上流动的氧、氮混合气流。点燃试样的上端后观察随后的燃烧现象，记录持续燃烧时间或燃烧距离。试样燃烧时间超过3min或火焰前沿超过50mm标线时，降低氧浓度，试样的燃烧时间不足3min或火焰前沿不到标线时，增加氧浓度，如此反复操作，从上下两侧逐渐接近规定值，至两者的浓度差小于0.5%。在不同的氧浓度中试验一组试样，测定塑料刚好维持平稳燃烧时的最低氧浓度，用混合气中氧含量的体积百分数表示。为监测塑料降解仪器氧含量工采网推荐使用英国SST 荧光氧气传感器 (O2传感器) - LOX-02-F。

英国SST 荧光氧气传感器 (O2传感器) - LOX-02-F由于传感原理，传感器寿命不受暴露于较高氧气浓度的影响每个传感器在工作温度和氧气压力下进行出厂校准且与其他气体的交叉敏感性zui小（氧气淬灭荧光具有很高选择性）符合RoHS和REACH标准数字输出（标准3.3V UART），使其易于通信允许输出多个值;氧浓度（％），ppO2（mbar），温度，大气压力测量值不需要外部信号调理电路（可以直接通信到一个微控制器）。此外可以搭配英国SST 荧光氧气传感器评估板 - LOX-EVB供电为5V，输出：RS485，RS232，0~5V，方便客户开发。

英国SST 荧光氧气传感器 (O2传感器) LOX-02-F性能：