在環境監測、食品檢驗、化工分析等領域,對水樣或液態樣品中溶解氧、二氧化碳等溶解氣體含量的精準測定至關重要。然而,樣品在采集、運輸和儲存過程中,常會混入或產生氣泡,這些氣泡會嚴重干擾后續的化學分析或傳感器測量結果。
脫氣振蕩儀正是為解決這一難題而設計的專用前處理設備,其核心工作原理巧妙結合了物理振蕩與負壓環境,高效而溫和地去除溶解態和游離態的氣體。

一、核心目標:為何要“脫氣”?
在進行分析前,樣品中存在的微小氣泡會帶來多重干擾:
1.測量失真:附著在傳感器探頭表面的氣泡會阻斷信號傳導,導致讀數嚴重偏低或劇烈波動。
2.化學反應誤差:對于依賴化學反應的測定,氣泡中的氣體會參與反應或改變反應環境,引入誤差。
3.進樣系統堵塞:在流動分析或色譜分析中,氣泡可能導致泵管空轉、流路堵塞或基線噪音。
因此,脫氣是確保分析結果準確性與可靠性的關鍵預處理步驟。
二、工作原理:振蕩與負壓的協同效應
脫氣振蕩儀的工作過程并非簡單的搖晃,而是一個基于物理原理的系統化操作,可分為兩個協同作用的階段:
1.振蕩剝離階段(機械力作用)
①儀器啟動后,樣品瓶被牢固地夾持在振蕩平臺上,平臺以特定的頻率和幅度進行水平或三維往復運動。
②這種劇烈的振蕩對樣品產生強大的剪切力和慣性力。其作用在于:
釋放溶解氣體:機械振蕩能量促使溶解在液體中的氣體分子克服溶解度極限,從溶解態向游離態轉變,聚集成微氣泡。
剝離附著氣泡:使已經附著在容器內壁或懸浮于溶液中的微小氣泡迅速脫落、碰撞并合并成更大的氣泡。氣泡越大,其浮力相對于液體表面張力的優勢就越明顯,越容易上浮。
2.負壓輔助階段(環境驅動力)
①在振蕩的同時,儀器通過一個密封系統對樣品瓶頂部空間施加可控的負壓(真空)。這是脫氣過程的關鍵加速器。
②根據亨利定律,氣體在液體中的溶解度與液面上方該氣體的分壓成正比。創造負壓環境,意味著極大地降低了液面上方所有氣體的分壓。
這一方面顯著降低了氣體的溶解度,迫使更多溶解氣體逸出。
另一方面,它為氣泡的上升和破裂提供了強大的驅動力。在負壓下,氣泡內部壓力遠高于外部環境,會迅速膨脹、加速上浮至液面并破裂,釋放的氣體被真空系統抽走。
三、工作流程的閉環
“振蕩”與“負壓”這兩個過程并非獨立,而是同時進行、相互促進的。振蕩使氣體更容易逸出和聚集,而負壓則為逸出的氣體提供了高效的排出通道和動力,形成一個高效的脫氣循環。用戶通常可以設定振蕩時間和負壓強度,以適應不同粘度、不同含氣量的樣品。
結語
脫氣振蕩儀的工作原理,本質上是模擬并強化了自然脫氣過程。它通過機械振蕩提供能量促使氣體釋放,再結合負壓環境改變物理平衡以加速氣體排除,二者協同作用,實現了對樣品中干擾氣體的快速清除。這種高效且自動化的物理脫氣方式,避免了對樣品的化學污染,保障了后續分析檢測數據的精確與可靠,是現代分析實驗室中至關重要的“清道夫”。