Was ist ein Ozon-Messgerät?
Ein Ozon-Messgerät ist ein Messgerät zur Bestimmung der Ozonkonzentration in Luft und Flüssigkeiten.
Sie werden eingesetzt, um die Ozonkonzentration in Gasen und Flüssigkeiten auf ein für den Verwendungszweck angemessenes Niveau zu kontrollieren oder um Unfälle zu verhindern, die durch Ozonemissionen und deren Auswirkungen auf Mensch und Umwelt verursacht werden.
Ozon-Messgeräte gibt es in verschiedenen Messverfahren, darunter Ultraviolettabsorption, Halbleiter-Dünnschicht, Konstantpotential-Elektrolyse und Detektorröhrenverfahren. Die Installations- und Wartungskosten variieren je nach Messmethode. Bei der Auswahl sollten der Verwendungszweck, der Arbeitsbereich, die Arbeitsumgebung, die Größe, das Zubehör und die Verbrauchsmaterialien berücksichtigt werden.
Anwendungen von Ozon-Messgeräten
Ozon-Messgeräte werden zur Installation von Ozon-Generatoren und zur ordnungsgemäßen Kontrolle der Ozonkonzentration in ozongefährdeten Umgebungen eingesetzt. Ozon ist ein nützlicher Stoff in verschiedenen Industriezweigen, z. B. in der Abwasser- und Wasseraufbereitung, in der medizinischen Industrie, bei der Sterilisierung und Desodorierung von Lebensmitteln und in der Lagerhaltung.
In hohen Konzentrationen kann es jedoch nachteilige Auswirkungen auf den menschlichen Körper und die Umwelt haben.
Ozon wird auch durch ultraviolette Strahlen und elektrische Entladungen in der Luft erzeugt. Ozon-Messgeräte werden daher nicht nur in der Nähe von Ozonerzeugern eingesetzt, sondern auch an Orten, an denen Ozon in der Arbeitsumgebung auftreten kann.
Funktionsweise von Ozon-Messgeräten
Es gibt mehrere Methoden von Ozon-Messgeräten mit unterschiedlichen Funktionsweisen. Die meisten Messmethoden nutzen jedoch die Oxidationsreaktion von Ozon.
Es ist zu beachten, dass Ozon sehr instabil ist und bei allen Messmethoden dazu neigt, abzunehmen, da es sich während der Messung von Ozon (03) in Sauerstoff (02) umwandelt.
Arten von Ozon-Messgeräten
Es gibt verschiedene Arten von Ozon-Messgeräten, die sich nach dem Messprinzip richten. In diesem Abschnitt werden die UV-Absorptionsmethode, die Halbleiter-Dünnschichtmethode, die Konstantpotential-Elektrolyse-Methode und die Detektorrohrmethode beschrieben.
1. Ultraviolett-Absorptionsmethode
Bei der UV-Absorptionsmethode wird die Tatsache ausgenutzt, dass Ozon ultraviolette Strahlung der Wellenlänge 254 nm stark absorbiert. Da die UV-Strahlung bei 254 nm nur von Ozonmolekülen absorbiert wird, kann die Ozonkonzentration anhand der absorbierten UV-Strahlung gemessen werden.
Die UV-Absorptionsmethode kann auch zur Messung der Ozonkonzentration in flüssiger und gasförmiger Phase verwendet werden. Dabei ist zu beachten, dass das Vorhandensein von anderen Gasen im Gemisch den Messwert beeinflussen kann. Die UV-Absorptionsmethode eignet sich für kontinuierliche Messungen und ist für Experimente sehr praktisch, aber auch sehr teuer.
2. Halbleiter-Dünnschicht-Methode
Bei dieser Methode wird die Tatsache ausgenutzt, dass sich Ozonmoleküle an Halbleiter binden und die Zersetzungsrate der Halbleiter aufgrund der Oxidationskraft des Ozons verändern, wenn Ozon mit der Oberfläche eines dünnen Halbleiterfilms in Kontakt kommt. Der Halbleiter vor der Zersetzung und die Zersetzungsrate werden zur Messung der Ozonkonzentration verwendet. Die Halbleiter-Dünnschichtmethode ist eine Messmethode mit ausgezeichneter Reproduzierbarkeit und Langzeitstabilität.
3. Konstantpotential-Elektrolyse-Methode
Die Konstantpotential-Elektrolyse-Methode ist eine Methode zur Messung der Konzentration anhand der Stromstärke, die bei der Elektrolyse von Ozongas an Elektroden mit konstantem Potential erzeugt wird. Da die durch die Elektrolyse erzeugte Strommenge je nach Gasart variiert, wird der Messwert auch durch die Beimischung anderer Gase weniger beeinflusst.
Die Methode der Konstantpotentialelektrolyse ist äußerst empfindlich und ermöglicht quantitative Messungen auch in Bereichen mit geringer Konzentration, so dass die Ozonkonzentration mit hoher Genauigkeit und zu relativ geringen Kosten gemessen werden kann.
4. Detektorrohrmethode
Bei der Detektorröhrenmethode wird die Konzentration anhand der Länge der Verfärbung einer in einer Glasröhre verpackten Probe gemessen. Das Glasröhrchen wird mit Schichten verschiedener Proben, wie z. B. Indigofarbstoff, gefüllt und die Probe wird fixiert und versiegelt.
Bei der Messung wird das Glasrohr an beiden Enden gebrochen, ein Ende in das zu untersuchende Gas gelegt und das andere Ende an eine kleine manuelle Pumpe, den so genannten Gasdetektor, angeschlossen, der eine feste Gasmenge (in der Regel 100 cm³) mit konstanter Geschwindigkeit durch das Glasrohr in die Pumpe saugt. Während das Ozon einströmt, verändert die Probe ihre Farbe, und die Ozonkonzentration kann anhand der Dauer der Farbveränderung gemessen werden. Diese Methode ist relativ kostengünstig, einfach zu testen und kann relativ niedrige Konzentrationen messen.