常規(guī)量程的四氯化鈦氣體檢測儀不建議用電化學(xué)的原理

核心原因：TiCl? 的強(qiáng)水解性、腐蝕性與電化學(xué)傳感器工作環(huán)境的根本沖突

劇烈水解反應(yīng)：

TiCl? 是路易斯酸，對水極其敏感。它在常溫常壓下遇到微量水蒸氣就會發(fā)生劇烈水解反應(yīng)：TiCl? + 2H?O → TiO? + 4HCl 或更復(fù)雜的反應(yīng)生成氯氧化鈦和鹽酸。

沖突點(diǎn)： 電化學(xué)傳感器的核心是一個含水電解質(zhì)的密閉腔室。被測氣體通過透氣膜擴(kuò)散進(jìn)入這個腔室，在電極表面發(fā)生反應(yīng)。

對電化學(xué)傳感器的破壞性影響：

堵塞透氣膜： 阻礙目標(biāo)氣體和其他氣體擴(kuò)散進(jìn)入反應(yīng)腔，降低響應(yīng)速度和靈敏度。

覆蓋/污染電極表面： 在電極表面形成絕緣層或污染層，直接阻礙電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，導(dǎo)致信號衰減或喪失。

損壞傳感器物理結(jié)構(gòu)： 顆粒積累可能破壞精密的膜結(jié)構(gòu)和電極間距。

消耗電解質(zhì)水分/改變成分： TiCl? 進(jìn)入傳感器腔室后，會立即與電解質(zhì)中的水反應(yīng)。這不僅消耗了電解質(zhì)中至關(guān)重要的水分（導(dǎo)致電解質(zhì)干涸、失效），還會生成 HCl 和固態(tài)產(chǎn)物（如 TiO?）。

生成腐蝕性副產(chǎn)物 (HCl)： 水解產(chǎn)生的高濃度 HCl 是強(qiáng)酸，會嚴(yán)重腐蝕傳感器內(nèi)部的電極（通常是貴金屬如鉑、金）和其他金屬部件（引線、接觸點(diǎn)），導(dǎo)致電極鈍化、活性下降甚至失效。

生成固體沉淀物 (TiO?等)： 水解產(chǎn)生的二氧化鈦（TiO?）或其他鈦的化合物是不溶性固體顆粒。這些顆粒會：

干擾與假信號： TiCl? 水解產(chǎn)生的 HCl 本身也是一種可被檢測的氣體。如果傳感器對 HCl 有交叉敏感性（很多傳感器都有），會產(chǎn)生嚴(yán)重的假陽性信號，導(dǎo)致讀數(shù)虛高且無法區(qū)分是 TiCl? 還是 HCl。即使傳感器針對 TiCl? 設(shè)計，HCl 也可能參與副反應(yīng)干擾檢測。

傳感器壽命急劇縮短： 上述破壞過程（腐蝕、堵塞、污染）會極快地使電化學(xué)傳感器性能劣化，甚至可能在幾分鐘到幾小時內(nèi)失效。這導(dǎo)致傳感器需要更換成本且無法實(shí)現(xiàn)可靠連續(xù)的監(jiān)測。

量程與靈敏度問題：

TiCl? 的常規(guī)檢測量程通常較低（ppm級別），需要傳感器具有高靈敏度和低檢測限。

1. 電化學(xué)傳感器為 TiCl? 氣體提供了一個理想的反應(yīng)環(huán)境（潮濕、催化電極），但 TiCl? 在該環(huán)境中的劇烈水解及隨之產(chǎn)生的腐蝕性 HCl 和堵塞性固體沉淀物，會迅速且不可逆地破壞傳感器本身，并產(chǎn)生不可靠的干擾信號。這使得電化學(xué)傳感器在 TiCl? 檢測中不可行、不經(jīng)濟(jì)且不安全。
   
   

2. 針對 TiCl? 的強(qiáng)水解性和腐蝕性，以下技術(shù)是更可靠的選擇：

3. 非分散紅外 :

1. 非接觸式/無消耗： 氣體在光學(xué)腔內(nèi)流動，不與傳感器核心元件（光源、探測器、光學(xué)鏡片）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。TiCl? 的水解問題被有效規(guī)避（但仍需注意樣氣處理，見下文維護(hù)）。

2. 抗中毒、壽命長： 核心光學(xué)部件不易被 TiCl? 或其水解產(chǎn)物破壞，壽命遠(yuǎn)超電化學(xué)傳感器（通常5-10年）。

3. 選擇性較好： 可通過選擇特征吸收波長和濾波技術(shù)減少干擾。

4. 響應(yīng)快、穩(wěn)定性好。

5. 原理： 利用 TiCl? 分子在特定紅外波段（通常在 12-14 μm 附近有較強(qiáng)吸收峰）對紅外光的特征吸收來檢測其濃度。光源發(fā)出的紅外光穿過被測氣體，探測器測量特定波長光強(qiáng)的衰減。

6. 優(yōu)勢：

7. 應(yīng)用： 目前工業(yè)上TiCl?檢測的主流和技術(shù)。適用于固定式和便攜式檢測儀。

4. 光離子化檢測器 (PID - Photoionization Detector):

1. 非特異性： 對大多數(shù)VOCs有響應(yīng)，無法區(qū)分 TiCl? 和其他VOCs，需在已知干擾較少的環(huán)境使用或配合其他手段。

2. 水解產(chǎn)物干擾： TiCl? 水解產(chǎn)生的 HCl 不被 PID 檢測，但產(chǎn)生的有機(jī)副產(chǎn)物（如果有）可能干擾。

3. 燈窗污染： 如果 TiCl? 水解產(chǎn)生的固體顆粒進(jìn)入檢測室，可能污染紫外燈窗，影響性能和壽命。

4. 需要驗(yàn)證響應(yīng)因子： PID對TiCl?的響應(yīng)因子需要單獨(dú)標(biāo)定。

5. 原理： 使用高能紫外燈照射氣體分子，使電離能低于燈能量的化合物（主要是VOCs）離子化，測量產(chǎn)生的離子電流。

6. 可行性： TiCl? 的蒸氣可以被PID檢測，且PID檢測室是干燥的。

7. 優(yōu)勢： 響應(yīng)快，靈敏度高（ppb-ppm），廣譜VOC檢測。
   
   

5. 總結(jié)解決方案推薦順序

6. 非分散紅外 (NDIR) - 可靠性、精度、壽命、連續(xù)監(jiān)測能力綜合最佳。

7. 光離子化檢測器 (PID) - 快速響應(yīng)，廣譜VOC探測，注意非特異性和維護(hù)。

1. 關(guān)鍵維護(hù)與使用注意事項 (尤其對NDIR和PID)

2. 定期校準(zhǔn)： 使用經(jīng)過認(rèn)證的、已知濃度的 TiCl? 標(biāo)準(zhǔn)氣體（通常用氮?dú)馄胶?，并儲存在特殊處理的氣瓶中），?yán)格按照制造商要求進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)氣路也需惰性化。

3. 環(huán)境控制： 盡量避免將檢測儀直接暴露在極度潮濕或含大量水霧/噴淋的環(huán)境中，以減少外部水分對采樣系統(tǒng)可能的影響。

4. 結(jié)論：電化學(xué)傳感器因其依賴的潮濕電解質(zhì)環(huán)境與 TiCl? 不可控的劇烈水解及破壞性產(chǎn)物（腐蝕性HCl + 堵塞性固體） 存在根本性沖突，絕對不適用于 TiCl? 氣體的檢測，尤其是在需要可靠性和連續(xù)監(jiān)測的常規(guī)量程應(yīng)用中。