CN110823798A

CN110823798A - 一种用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪

Info

Publication number: CN110823798A
Application number: CN201911279419.4A
Authority: CN
Inventors: 左宏宇
Original assignee: SUZHOU HONGRUI PURIFICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU HONGRUI PURIFICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2020-02-21

Abstract

本发明公开了一种用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪，包括多个设置于臭氧老化试验箱内不同位置的吸收池；所述吸收池包括：臭氧池、设置在臭氧池一侧的紫外光源以及设置在臭氧池另一侧的光电传感器；每个所述光电传感器均与数据处理与控制模块连接；每个臭氧池各自与其对应的分样气采样口连接，以获得臭氧老化箱内不同位置的臭氧浓度，同时，每个所述臭氧池还共同连接一总样气采样口，所述多个臭氧池可从总样气采样口同时进气，以获得多个所述吸收池之间的测量误差；通过上述方式，本发明能够准确地测量出臭氧老化箱内的臭氧浓度，且使用方便、效率高。

Description

一种用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪

技术领域

本发明涉及臭氧浓度检测装置领域，尤其涉及一种用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪。

背景技术

臭氧在大气中的含量很少却是橡胶龟裂的主要因素，臭氧老化箱是模拟和强化大气中的臭氧条件，研究臭氧对橡胶的作用规律，快速鉴定和评价橡胶抗臭氧老化性能与抗臭氧剂防护效能的方法，进而采取有效的防老化措施，以提高橡胶制品的使用寿命。

现有的臭氧老化试验箱中浓度检测方法主要有两种：

第一种，中国专利申请号201310379330.1，公开了一种用于环网柜的多通道臭氧探测仪，包括：臭氧传感器、压力传感器、A/D转换器、数字信号处理器、单片机、报警器、存储器、键盘、显示屏和RS485接口；其中：所述各个臭氧传感器通过各自对应的第一 A/D 转换器连接所述数字信号处理器；所述各个压力传感器通过各自对应的第二 A/D 转换器连接所述数字信号处理器；所述数字信号处理器、报警器、存储器、键盘和显示屏分别与所述单片机相连。

上述用于环网柜的多通道臭氧探测仪采用的臭氧传感器属于半导体传感器，其测量精度、信号输出线性均不如物理紫外光法检测；其次该臭氧传感器易受环境温湿度等误差因素影响，增加臭氧检测结果的不稳定性；且所述用于环网柜的多通道臭氧探测仪至少需要10min以上的预热时间来确保传感器可以工作在最佳工作状态，在臭氧浓度变化较快的情况下，该仪器无法实时的准确测量采样区域的臭氧浓度。

第二种，中国专利号ZL03150992.4,公开了一种用于臭氧老化试验箱的臭氧浓度检测方法及装置，其检测方法包括测量向工作室供气的主空气供气路的流量Q1，在测量主空气供气路流量Q1时，同时测量向空气臭氧混合器供臭氧气路的流量Q2，并采用非色散紫外吸收光度法检测供臭氧气路中臭氧气体的臭氧浓度，以固定Q1/Q2值换算出工作室中的臭氧浓度值；其测量装置是在原有装置中，臭氧发生器的进气管路上设置一个流量计，而出气管路上设置一个样品管；并有一光路检测系统，由样品管、紫外光源，检测器，信号处理器和读数器组成。

上述用于臭氧老化试验箱的臭氧浓度检测方法及装置没有引入紫外灯光强不稳定所产生的误差，测量结果不稳定；其次考虑到臭氧易分解，及管路和箱体的密封性，臭氧发生器内产生的臭氧与试验箱中的臭氧含量不一致，且采样口位于供臭氧气路（样品管8与6混合器之间）测量结果不能真实地反映当前试验箱中的臭氧浓度；且在臭氧发生器停止工作时，不能检测出试验箱中的残余臭氧浓度。

为此，我们研发了一种用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪，包括多个设置于臭氧老化试验箱内不同位置的吸收池；所述吸收池包括：臭氧池、设置在臭氧池一侧的紫外光源以及设置在臭氧池另一侧的光电传感器；所述紫外光源发出紫外光，并照射臭氧池，通过臭氧池内的气体对紫外光进行削弱，所述光电传感器感应紫外光的光强的变化；每个所述光电传感器均与数据处理与控制模块连接；每个臭氧池各自与其对应的分样气采样口连接，以获得臭氧老化箱内不同位置的臭氧浓度。

优选地，每个所述臭氧池还共同连接一总样气采样口，多个所述臭氧池可从总样气采样口同时进气，以获得多个所述吸收池之间的测量误差。

优选地，所述数据处理与控制模块通过数据线接收三个吸收池的光电传感器测量数据并对比，计算出光强变化误差值，定时时间设定在1-2h之间。

优选地，所述用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪的测量周期≤18s。

优选地，所述数据处理与控制模块与显示屏和打印机连接，从而将测量结果显示和打印出来。

优选地，所述吸收池的数量为三个。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

第一，采用一台用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪同时检测多个点的浓度，保证了数据的实时性及代表性；第二，通过定时校准，减小了因紫外光强不稳定的造成的误差，提高测量的准确性；第三，测量周期≤18s，是一个比较短的时间；第四，测量前，利用两个电磁阀及四通接头，使三个吸收池从同一采样口进行采样并对比、计算误差，进一步提高了测量的准确性；第五，测量时，三个吸收池分别通过三个进气口进行采样测量，通过数据处理模块计算后得到误差补偿后的数据，使测量准确度更高。

附图说明

图1为本发明所述的用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪的工作原理图。

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

其中：11、第一进气过滤器；12、第二进气过滤器；13、第三进气过滤器；14、出气过滤器；15、第一吸收池；16、第二吸收池；17、第三吸收池；21、数据处理模块；22、打印机；23、显示屏；24、电源模块；101、第一电磁阀；102、第二电磁阀；103、第一四通接头；104、第二四通接头；105、气泵。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明所述的用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪，包含第一电磁阀101、第二电磁阀102、第一四通接头103、第二四通接头104、气泵105、第一进气过滤器11、第二进气过滤器12、第三进气过滤器13、出气过滤器14、第一吸收池15、第二吸收池16、第三吸收池17、数据处理模块21、打印机22、显示屏23、电源模块24。

所述第一吸收池15、第二吸收池16和第三吸收池17为光学检测装置，包括：臭氧池、设置在臭氧池一侧的紫外光源以及设置在臭氧池另一侧的光电传感器；所述第一进气过滤器11进气口通过气管与试验箱第一采样口相连；所述第一电磁阀101第一接嘴通过气管与第一进气过滤器11出气口相连；所述第一电磁阀101第二接嘴通过气管与第一吸收池15进气口相连；所述第一电磁阀101第三接嘴通过气管与第一四通接头103第二接嘴相连；所述第一吸收池15出气口通过气管与第二四通接头104第二接嘴相连；所述第二进气过滤器12进气口通过气管与试验箱第二采样口相连；所述第一四通接头103第一接嘴通过气管与第三进气过滤器13出气口相连；所述第一四通接头103第三接嘴通过气管与第二吸收池16进气口相连；所述第二吸收池16出气口通过气管与第二四通接头104第三接嘴相连；所述第三进气过滤器13进气口通过气管与试验箱第三采样口相连；所述第二电磁阀102第一接嘴通过气管与第三进气过滤器13出气口相连；所述第二电磁阀102第二接嘴通过气管与第三吸收池17进气口相连；所述第二电磁阀102第三接嘴通过气管与第一四通接头103第四接嘴相连；所述第三吸收池17出气口通过气管与第二四通接头104第四接嘴相连；所述第二四通接头104第一接嘴通过气管与出气过滤器14进气口相连；所述出气过滤器14出气口通过气管与气泵105进气口相连；所述气泵出气口通过气管与排气口相连；所述数据处理与控制模块控制21第一电磁阀101、第二电磁阀102切换，进行实时测量及定时校准。

所述第一吸收池15、第二吸收池16、第三吸收池17利用臭氧对紫外光的的吸收原理，在臭氧池的一端发出紫外光，通过臭氧池内的气体对紫外光进行削弱，在臭氧池的另一端通过光电传感器感应光强，再将光强信号转换成模拟信号，传送给数据处理与控制模块21。

所述数据处理与控制模块21根据朗伯-比尔定律，对臭氧传感器传来的模拟信号进行处理，通过对零空气和待测气体信号对比，得出臭氧浓度。

所述气泵105在数据处理模块21的控制下工作，产生抽力带动整个气管内的气体流动，并将检测过的气体排出仪器。

所述打印机22通过数据线与数据处理与控制模块21连接，将测量数据等信息打印出来。

所述显示屏24通过数据线与数据处理与控制模块21连接，将设置信息传给数据处理与控制模块，并将设定显示的信息显示出来。

所述电源模块24将220V交流电转换成各个模块所需的电源，为整台仪器供电。

测量前，所述数据处理与控制模块21通过数据线使第一电磁阀101、第二电磁阀102切换为旁路进气，使两电磁阀分别与第一四通接头103的第二接嘴、第四接嘴通过气管接通，此时两电磁阀与各自所相连的进气过滤器的气路呈关闭状态；在所述气泵105作用下，三个吸收池的采样气体均从第二采样口进入；待三个吸收池达到稳定状态后，吸收池中的光电传感器将样气的测量数据通过数据线传送至数据处理与控制模块21并由其计算出三个吸收池之间的测量误差。

测量时，所述数据处理与控制模块21通过数据线使第一电磁阀101、第二电磁阀102切换为直通进气，使两电磁阀分别与各自所相连的进气过滤器的气路接通，此时两电磁阀与各自所相连的第一四通接头的气路呈关闭状态；在所述气泵105作用下，第一吸收池15、第二吸收池16和第三吸收池17的采样气体分别由第一采样口、第二采样口和第三采样口进入；待三个吸收池达到稳定状态后，吸收池中的光电传感器将样气的测量数据通过数据线传送至数据处理与控制模块21并由其计算具有代表性的实时臭氧浓度值及各采样区域的浓度值；再根据测量前测出的三个吸收池之间的测量误差，对其对应的臭氧浓度数据经过误差补偿处理，使测量准确度更高。

此外，为减小紫外灯光强不稳定造成的误差，需要进行定时校准，即所述数据处理与控制模块21通过数据线接收三个吸收池的光电传感器测量数据并对比，计算出光强变化误差值，定时时间设定在1-2h之间。

第一，采用一台用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪同时检测多个点的浓度，保证了数据的实时性及代表性；第二，通过定时校准，减小了因光强不稳定的造成的误差，提高测量的准确性；第三，测量周期≤18s，是一个比较短的时间；第四，测量前，利用两个电磁阀及四通接头，使三个吸收池从同一采样口进行采样并对比、计算误差，进一步提高了测量的准确性；第五，测量时，三个吸收池分别通过三个进气口进行采样测量，通过数据处理模块计算后得到误差补偿后的数据，使测量准确度更高。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪，其特征在于，包括多个设置于臭氧老化试验箱内不同位置的吸收池；所述吸收池包括：臭氧池、设置在臭氧池一侧的紫外光源以及设置在臭氧池另一侧的光电传感器；所述紫外光源发出紫外光，并照射臭氧池，通过臭氧池内的气体对紫外光进行削弱，所述光电传感器感应紫外光的光强的变化；每个所述光电传感器均与数据处理与控制模块连接；每个臭氧池各自与其对应的分样气采样口连接，以获得臭氧老化箱内不同位置的臭氧浓度。

2.根据权利要求1所述的用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪，其特征在于：每个所述臭氧池还共同连接一总样气采样口，多个所述臭氧池可从总样气采样口同时进气，以获得多个所述吸收池之间的测量误差。

3.根据权利要求1所述的用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪，其特征在于：所述数据处理与控制模块通过数据线接收多个吸收池的光电传感器测量数据并对比，计算出光强变化误差值，定时时间设定在1-2h之间。

4.根据权利要求1所述的用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪，其特征在于：所述用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪的测量周期≤18s。

5.根据权利要求1所述的用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪，其特征在于：所述数据处理与控制模块与显示屏和打印机连接，从而将测量结果显示和打印出来。

6.根据权利要求1所述的用于臭氧老化试验箱的多通道臭氧浓度分析仪，其特征在于：所述吸收池的数量为三个。