臭氧分析儀的詳解

1. 臭氧分析儀來自德安思羅斯公司基本原理

1.1臭氧分析儀檢測原理 我們知道地大氣層上有層臭氧層，家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)臭氧層能吸收紫外線，研究表明臭氧僅對波長253.7nm的紫外線具有zui大吸收系數(shù)，在此波長下紫外線通過臭氧會產(chǎn)生衰減，符合蘭波--比爾定律。該方法已被美等家作為臭氧標(biāo)準(zhǔn)分析方法。該臭氧檢測儀就是采用紫外線吸收法的原理，用穩(wěn)定的紫外燈光源產(chǎn)生紫外線，用光波過濾器過濾掉其它波長紫外光，只允許波長253.7nm通過。經(jīng)過樣品光電傳感器，再經(jīng)過臭氧吸收池后，到達(dá)采樣光電傳感器。通過樣品光電傳感器和采樣光電傳感器電信號，再經(jīng)過數(shù)學(xué)模型的計(jì)算，就能得出臭氧濃度大小。

1.2臭氧分析儀 臭氧分析儀濃度數(shù)學(xué)計(jì)算模型 臭氧濃度數(shù)學(xué)模型(如公式)是根據(jù)Lambert and Beer定律推出的。 在這個臭氧濃度計(jì)算公式中，只要知道樣品電、采樣電和臭氧吸收池距離，那么我們就可以計(jì)算出臭氧濃度大小。由于，臭氧吸收池的距離的限制，zui大臭氧濃度只能測到300 O3 g/m。

1.3臭氧分析儀電路原理的實(shí)現(xiàn) 基本電路由電源分、紫外燈控制、紫外光線樣品檢測、紫外光線采樣檢測，對數(shù)放大器Log100、模擬輸出及顯示六大分組成。 臭氧分析儀電路核心分就是用對數(shù)放大器Log100來實(shí)現(xiàn)臭氧濃度數(shù)學(xué)模型。LOG100是 14引腳可以對兩個電或電壓之比行對數(shù)運(yùn)算的集成電路，該放大器輸出電動態(tài)范圍寬，可以在1nA到 1mA之間變化。輸出誤差范圍不過0.1%?；窘泳€(如圖1) ，輸出公式: Vout =VT×ln I0/I (注釋:VT---常數(shù);Vout---輸出電壓)。 臭氧分析儀電源分主要是產(chǎn)生紫外燈需要的壓電源，同時(shí)產(chǎn)生電路板上需要的+15V直電。紫外燈燈控分主要是控制紫外燈燈電在恒定允許范圍之內(nèi)，過、過低可以自動調(diào)節(jié)，如果調(diào)不了說明紫外燈壽命到了，面板上有個紅燈變亮，提示你應(yīng)該更換新的紫外燈了。標(biāo)準(zhǔn)紫外光檢測和采樣紫外光檢測分也是較關(guān)鍵分，.光電傳感器把紫外線的光信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，然后經(jīng)兩次運(yùn)算放大器行信號整理放大，送給LOG100行計(jì)算處理后，顯示輸出。模擬輸出0~20mA與臭氧濃度大小是成線性關(guān)系的。

2. 臭氧分析儀 基本 結(jié)構(gòu) 檢測儀主要由低壓紫外燈，光波過濾器、入射紫外光反射器、臭氧吸收池、樣品光電傳感器、采樣光電傳感器、輸出顯示、電路件構(gòu)成。(如圖2)

3. 臭氧分析儀主要標(biāo)

3.1 可顯示單位:O3 g/m ，mg/ m ;ppm

3.2 測量范圍:0~10 O3 g/m , 0~100 O3 g/m , 0~200 O3 g/m

3.3 檢測限:10 ppb

3.4 顯示度:讀數(shù)的 +1 %

3.5 輸入電源:AC110 V/ AC220 V 50~60 HZ

3.6 模擬輸出:0/4~20 mA 4.儀器校準(zhǔn)方法

4.1 校準(zhǔn)儀器校準(zhǔn) 采用德安思羅斯公司GM-PRO標(biāo)準(zhǔn)臭氧檢測儀對已的臭氧檢測儀行分布選取10個測試點(diǎn)對比，誤差范圍控制在+1 %以內(nèi)為合格。

4.2臭氧分析儀化學(xué)滴定法 際*化學(xué)方法即碘化鉀、硫代硫酸鈉滴定法來檢測臭氧濃度。我們也分布選取10個測試點(diǎn)，然后用臭氧檢測儀與化學(xué)滴定法測試的10個點(diǎn)行對比，誤差范圍控制在 +1%以內(nèi)。碘化鉀滴定法原理是用強(qiáng)氧化劑臭氧與碘化鉀反應(yīng),使碘游離出來到水里，水就會變?yōu)椴枭?反應(yīng)式: O3+2KI+H2O O2+I2+KOH)利用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定，使游離碘變?yōu)閐ianhuana，反應(yīng)終點(diǎn)為水褪色。(反應(yīng)式:I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6)

臭氧分析儀結(jié)論 本文研制的臭氧分析儀采用了紫外線吸收法，單點(diǎn)光源、雙光路檢測、體積小、度、穩(wěn)定性好、可以連續(xù)作;其測量范圍寬，zui大測量范圍300 O3 g/m。另外，該檢測儀還具有0/4-20 mA模擬輸出，可以與臭氧發(fā)生器，PID調(diào)節(jié)器組成臭氧閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

1.《HANDBOOK OF OZONE TECHNOLOGY AND APPLICATIONS》RICE，RIPG，NETZER ANN ARBIR SCIENCE，1982

2.《外臭氧及應(yīng)用手冊》 德安思羅斯公司， 衛(wèi) ，1997