Máy phát hiện ozone cầm tay hiện nay chủ yếu áp dụng hai nguyên tắc làm việc sau, cảnh áp dụng và độ chính xác khác nhau:

1. Nguyên tắc cảm biến điện hóa (rất phổ biến)

Đây là công nghệ chủ đạo của các thiết bị cầm tay hiện nay, tạo ra tín hiệu điện thông qua phản ứng của ozone với các hóa chất bên trong cảm biến, quy trình cụ thể được chia thành 4 bước:

Khí đi vào: Khí ozone đi qua cửa hút không khí của máy dò (với thiết bị lọc bụi/hút ẩm), khuếch tán vào khu vực điện cực cảm ứng bên trong cảm biến điện hóa.

Phản ứng điện hóa: Các điện cực hoạt động bên trong cảm biến phản ứng oxy hóa-khử với ozone (ozone được khử), đồng thời tạo ra tín hiệu dòng điện yếu và cường độ dòng điện tương quan tích cực tuyến tính với nồng độ ozone (nồng độ càng cao, dòng điện càng lớn).

Chuyển đổi tín hiệu: dòng điện yếu của đầu ra cảm biến, được xử lý bằng mạch khuếch đại bên trong máy dò, mô-đun chuyển đổi A/D, được chuyển đổi thành tín hiệu kỹ thuật số có thể tính toán được.

Hiển thị dữ liệu: Bộ xử lý chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số thành giá trị nồng độ ozone (thường là ppm hoặc mg/m³) theo đường cong hiệu chuẩn đặt trước (được đánh dấu trước bằng khí ozone tiêu chuẩn), cuối cùng được hiển thị trên màn hình hiển thị trong thời gian thực.

Ưu điểm của nguyên tắc này là tốc độ phản hồi nhanh (thường<30 giây), kích thước nhỏ và tiêu thụ điện năng thấp, phù hợp để phát hiện nhanh tại chỗ; Nhược điểm là cảm biến có tuổi thọ (1-2 năm), cần được hiệu chuẩn định kỳ và dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như độ ẩm, nhiệt độ.

2. Nguyên tắc của phương pháp hấp thụ UV (kịch bản chính xác cao)

Dựa trên các đặc tính vật lý của "ozone được hấp thụ có chọn lọc đối với các bước sóng cụ thể của tia cực tím", độ chính xác cao hơn và thường được tìm thấy trong các tình huống đòi hỏi khắt khe về kết quả phát hiện, quy trình làm việc như sau:

Phát xạ nguồn sáng: Một nguồn ánh sáng cực tím bên trong máy dò (thường phát ra tia cực tím ở bước sóng 254 nm, ozone hấp thụ mạnh ở bước sóng này), phát ra ánh sáng cực tím ổn định vào buồng khí phát hiện.

Hấp thụ khí: Sau khi khí ozone được phát hiện đi vào buồng khí, một phần ánh sáng cực tím được ozone hấp thụ và lượng hấp thụ tuân theo định luật Lambert-Beer (tức là mức độ hấp thụ tỷ lệ thuận với nồng độ ozone, chiều dài buồng khí).

Phát hiện tín hiệu: Đầu dò UV ở đầu kia của buồng khí, nhận được ánh sáng UV còn lại sau khi hấp thụ, chuyển tín hiệu quang thành tín hiệu điện, càng nhiều ánh sáng không hấp thụ, tín hiệu điện càng mạnh (tương quan tiêu cực với nồng độ ozone).

Tính toán nồng độ: Bộ xử lý so sánh sự khác biệt về tín hiệu điện khi "có ozone" và "không có ozone", kết hợp với các thông số buồng khí và công thức định luật để tính toán nồng độ ozone và hiển thị.

Ưu điểm của nguyên tắc này là độ chính xác cao (lỗi thường<2%), tuổi thọ cảm biến dài (3-5 năm), khả năng chống nhiễu mạnh; Nhược điểm là khối lượng thiết bị tương đối lớn, tiêu thụ điện năng cao và chi phí cao hơn, một số thiết bị cầm tay sẽ sử dụng phiên bản đơn giản của mô-đun UV để cân bằng tính di động và độ chính xác.