恒(heng)奧(ao)德(de)儀(yi)器(qi)泵(beng)吸(xi)式(shi)臭氧檢測儀(yi)校(xiao)準(zhun)方法原理

原理

1.1檢測原理

我們知道(dao)地阿(e)球大(da)氣(qi)層(ceng)上(shang)有(you)壹層(ceng)臭(chou)氧層(ceng)，科(ke)學家(jia)們(men)已(yi)經(jing)發(fa)現臭氧層(ceng)能(neng)吸(xi)收(shou)紫(zi)外線(xian)，研究(jiu)表(biao)明(ming)臭氧僅對(dui)波長253.7nm的紫(zi)外線(xian)具(ju)有(you)最(zui)大(da)吸(xi)收(shou)系數(shu)，在此(ci)波長下紫(zi)外線(xian)通(tong)過(guo)臭氧會產生衰(shuai)減(jian)，符(fu)合蘭波特——比爾(er)定律。該(gai)方法已(yi)被(bei)美(mei)國等(deng)國(guo)家(jia)作(zuo)為(wei)臭(chou)氧標準(zhun)分(fen)析(xi)方(fang)法。該臭氧檢測儀(yi)就是采用紫(zi)外線(xian)吸(xi)收(shou)法的原理，用穩定的紫(zi)外燈(deng)光源產生紫(zi)外線(xian)，用(yong)光波過(guo)濾器(qi)過(guo)濾掉(diao)其它波長紫(zi)外光(guang)，只允許波長253.7nm通過(guo)。經(jing)過(guo)樣(yang)品(pin)光(guang)電(dian)傳感器(qi)，再(zai)經(jing)過(guo)臭氧吸(xi)收(shou)池後，到(dao)達(da)采樣(yang)光(guang)電(dian)傳感器(qi)。通(tong)過(guo)樣(yang)品(pin)光(guang)電(dian)傳感器(qi)和(he)采樣(yang)光(guang)電(dian)傳感器(qi)電(dian)信號(hao)比(bi)較(jiao)，再(zai)經(jing)過(guo)數(shu)學模型(xing)的計算，就(jiu)能(neng)得(de)出(chu)臭(chou)氧濃度大(da)小。

1.2臭(chou)氧氣(qi)體(ti)檢測儀(yi)

濃度數(shu)學計算模型(xing)

臭氧濃度數(shu)學模型(xing)（如公(gong)式(shi)壹）是(shi)根據(ju)Lambert and Beer定律推出的。

-ln I/I0

C = —————

E×D （ 公式(shi)壹 ）

（註(zhu)釋：C-----臭氧濃度，單位g /m；E------ 常數(shu)；D-------臭(chou)氧吸(xi)收(shou)池距離(li)；

I0---------樣(yang)品(pin)電(dian)流(liu)；I------采樣(yang)電(dian)流(liu)）

在這(zhe)個臭氧濃度計算公(gong)式(shi)中，只要知道(dao)樣(yang)品(pin)電(dian)流(liu)、采樣(yang)電(dian)流(liu)和(he)臭(chou)氧吸(xi)收(shou)池距離(li)，那麽(me)我們就(jiu)可(ke)以(yi)計算出(chu)臭(chou)氧濃度大(da)小。由(you)於，臭(chou)氧吸(xi)收(shou)池的距離(li)的限(xian)制(zhi)，最(zui)大(da)臭氧濃度只能測(ce)到(dao)300 O3 g/m。

1.3電(dian)路原(yuan)理的實現

基本電(dian)路由(you)電(dian)源部(bu)分(fen)、紫(zi)外燈(deng)控制(zhi)、紫(zi)外光(guang)線(xian)樣(yang)品(pin)檢測、紫(zi)外光(guang)線(xian)采樣(yang)檢測，對數(shu)放大(da)器(qi)Log100、模擬(ni)輸出及(ji)顯(xian)示(shi)六大(da)部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng)。

電(dian)路核心(xin)部(bu)分(fen)就(jiu)是(shi)用(yong)對數(shu)放大(da)器(qi)Log100來(lai)實現臭氧濃度數(shu)學模型(xing)。LOG100是 14引腳可(ke)以(yi)對兩個電(dian)流(liu)或(huo)電(dian)壓之比進(jin)行對數(shu)運(yun)算的(de)集(ji)成(cheng)電(dian)路，該(gai)放大(da)器(qi)輸出電(dian)流(liu)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)寬，可(ke)以(yi)在1nA到(dao) 1mA之間變(bian)化(hua)。輸出誤(wu)差範(fan)圍(wei)不超(chao)過(guo)0.1%。基本接(jie)線(xian) ，輸出公(gong)式(shi)： Vout =VT×ln I0/I (註(zhu)釋：VT---常數(shu)；Vout---輸出電(dian)壓)。

電(dian)源部(bu)分(fen)主要是(shi)產生紫(zi)外燈(deng)需要的(de)高(gao)壓電(dian)源，同(tong)時(shi)產生電(dian)路板上(shang)需要的(de)+15V直(zhi)流(liu)電(dian)。紫(zi)外燈(deng)燈(deng)控部(bu)分(fen)主要是(shi)控制(zhi)紫(zi)外燈(deng)燈(deng)電(dian)流(liu)在恒(heng)定允許範圍(wei)之內(nei)，過(guo)高、過(guo)低可(ke)以(yi)自(zi)動調(tiao)節，如果調不了(le)說明紫(zi)外燈(deng)壽命(ming)到(dao)了，面(mian)板上(shang)有(you)壹個(ge)紅燈(deng)變亮，提(ti)示(shi)妳應該更(geng)換新的(de)紫(zi)外燈(deng)了。標準(zhun)紫(zi)外光(guang)檢測和(he)采樣(yang)紫(zi)外光(guang)檢測部(bu)分(fen)也(ye)是(shi)較(jiao)關(guan)鍵(jian)部(bu)分(fen)，.光(guang)電(dian)傳感器(qi)把(ba)紫(zi)外線(xian)的(de)光信號(hao)轉(zhuan)換為(wei)電(dian)壓信號(hao)，然後(hou)經(jing)兩次運(yun)算放大(da)器(qi)進(jin)行信號(hao)整(zheng)理放大(da)，送(song)給(gei)LOG100進(jin)行計算處(chu)理後，顯(xian)示(shi)輸出。模擬(ni)輸出0~20mA與(yu)臭氧濃度大(da)小是(shi)成(cheng)線(xian)性(xing)關(guan)系的。

儀(yi)器(qi)校(xiao)準(zhun)方法

4.1 校(xiao)準(zhun)儀(yi)器(qi)校(xiao)準(zhun)

采用GM—PRO標(biao)準(zhun)臭氧檢測儀(yi)對已(yi)生產的臭(chou)氧檢測儀(yi)進(jin)行分(fen)布(bu)選取(qu)10個(ge)測(ce)試點對(dui)比(bi)，誤差範(fan)圍(wei)控制(zhi)在+1 %以(yi)內(nei)為合格。

4.2化(hua)學滴(di)定法

化(hua)學方法即碘化(hua)鉀(jia)、硫(liu)代硫(liu)酸(suan)鈉滴(di)定法來檢測臭氧濃度。我們也分(fen)布(bu)選取(qu)10個(ge)測(ce)試點，然後(hou)用(yong)臭(chou)氧檢測儀(yi)與(yu)化(hua)學滴(di)定法測試的10個(ge)點(dian)進(jin)行對比(bi)，誤(wu)差範圍(wei)控制(zhi)在 +1%以(yi)內(nei)。碘化(hua)鉀(jia)滴(di)定法原理是用強(qiang)氧化(hua)劑臭氧與(yu)碘化(hua)鉀(jia)反(fan)應,使碘(dian)遊(you)離出來(lai)到水(shui)裏(li)，水(shui)就(jiu)會(hui)變(bian)為茶(cha)色(se)。（反(fan)應式(shi)： O3+2KI+H2O O2+I2+KOH）利用(yong)硫(liu)代硫(liu)酸(suan)鈉標(biao)準(zhun)液滴(di)定，使遊(you)離碘(dian)變(bian)為(wei)碘(dian)化(hua)鈉(na)，反(fan)應終點(dian)為(wei)水(shui)褪(tui)色(se)。（反(fan)應式(shi)：I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6）

臭氧濃度：C= (Ana×B×2400) / V0 單位 (mg/l)

(註(zhu)釋：Ana----硫(liu)代硫(liu)酸(suan)鈉標(biao)準(zhun)溶(rong)液用(yong)量ml ； B---硫(liu)代硫(liu)酸(suan)鈉標(biao)準(zhun)溶(rong)液濃(nong)度mol/l；

V0-----臭氧氧化(hua)其他(ta)取(qu)樣(yang)體(ti)積ml )

5． 臭氧檢測儀(yi)

結論(lun)

本文研制的臭(chou)氧檢測儀(yi)采用了(le)紫(zi)外線(xian)吸(xi)收(shou)法，單點光(guang)源(yuan)、雙光(guang)路(lu)檢測、體積小(xiao)、精(jing)確(que)度高、穩定性(xing)好、可(ke)以(yi)連續工作(zuo)；其測量範(fan)圍(wei)寬，最(zui)大(da)測量範(fan)圍(wei)300 O3 g/m。另外，該檢測儀(yi)還具(ju)有(you)0/4—20 mA模擬(ni)輸出，可(ke)以(yi)與(yu)臭氧發生器(qi)，PID調(tiao)節器(qi)組(zu)成(cheng)臭氧閉環(huan)自(zi)動控制(zhi)系統(tong)。