CN112666100A - 一种用于检测臭氧的分光光度仪及测定方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种用于检测臭氧的分光光度仪,包括壳体,壳体内设有光源、检测器、反光镜和转动架,转动架通过转动轴转动连接在壳体上,转动架上安装有多个用于装载试管的固定座,壳体的侧壁上开设有供转动架穿出壳体的通道,转动架上至少存在一个固定座处在壳体的通道外,反光镜处在转动架内且固定在壳体上,转动架的周向侧壁上还开设有多个与固定座一一对应的通光孔,光源和检测器均处在转动架外。工作人员将装有溶液的试管依次安装到多个固定座上,随着转动架转动,每个试管都可以处在光源和反光镜之间,也就是可以被检测出吸光度,无需工作人员频繁进行更换,提高工作效率,减轻工作人员负担。
Description
技术领域
本申请涉及气体检测的领域,尤其是涉及一种用于检测臭氧的分光光度仪及测定方法。
背景技术
臭氧在较低浓度下即有毒,形成臭氧污染,一定浓度下的臭氧不但对人体有毒害,还会影响某些植物的生长,甚至还可以使橡胶制品变脆和产生裂纹。但由于臭氧对有机物具有极强的氧化作用,对恶嗅气体及其它异味分子有很好的清除效果,对细菌微生物等也有很好的杀灭效果,使得臭氧仍会被广泛使用。那么为了减少臭氧造成污染,对空气中的臭氧含量进行检测和监控尤为重要。
根据GBZ/T 300.48中的规定,对于工作场所空气中臭氧的检测方式可以归纳为:先制备出不同浓度的甲醛标准溶液,利用分光光度仪对各个浓度的甲醛标准溶液的吸光度进行测定,然后根据吸光度和对应的甲醛标准溶液的浓度制作标准曲线。将采集的样本气体制成样品溶液,将样品溶液中的臭氧转换成甲醛,测定样品溶液的吸光度,结合标准曲线就可得到样品溶液的甲醛浓度,进而反推出臭氧的含量。
针对上述中的相关技术,发明人认为测量过程中需要使用分光光度计对多种溶液进行吸光度测定,需要工作人员在完成一种溶液检测后,将盛有该溶液的试管从分光光度计中取出,再将另一只盛有其他溶液的试管放入到分光光度计中,这样的操作要重复多次,对于工作人员来说操作十分不便。
发明内容
为了减少工作人员的工作,本申请提供一种用于检测臭氧的分光光度仪及测定方法。
第一方面,本申请提供一种用于检测臭氧的分光光度仪,采用如下的技术方案:
一种用于检测臭氧的分光光度仪,包括壳体,所述壳体内设有光源、检测器、反光镜和转动架,所述转动架的中心固定有转动轴,且转动架通过转动轴转动连接在壳体上,转动架上安装有多个用于装载试管的固定座,多个固定座均匀分布在转动架的周向侧壁上,所述壳体的侧壁上开设有供转动架穿出壳体的通道,转动架上至少存在一个固定座处在壳体的通道外,所述反光镜处在转动架内且固定在壳体上,所述转动架上开设有避让反光镜的环槽,所述转动架的周向侧壁上还开设有多个与固定座一一对应的通光孔,所述光源和检测器均处在转动架外,当光源射出的光线经安装在固定座上的试管照射到反光镜上时,反光镜将光线从对应的通光孔反射到检测器。
通过采用上述技术方案,工作人员先将需要检测的溶液都制备好,然后依次将装有相应溶液的试管安装到多个固定座上,随着转动架转动,每个试管都可以处在光源和反光镜之间,也就是可以被检测出吸光度,无需工作人员频繁进行更换,提高工作效率,减轻工作人员负担。
可选的,所述壳体内还安装有挡光屏障,所述挡光屏障处在环槽中,且挡光屏障靠近通道。
通过采用上述技术方案,处在外界的局部转动盘可能会将外界光线引入到壳体内,挡光屏障将照射向检测器的光线拦截下来,降低外界光照照射到检测器处的概率,使检测器的检测结果更加准确。
可选的,所述通道的两侧侧壁上均铰接有翻转板,所述翻转板上与相近的壳体侧壁上连接有复位弹簧,所述翻转板在复位弹簧作用下遮挡转动架与通道侧壁之间的空隙。
通过采用上述技术方案,为了方便转动架转动,通道侧壁与转动架之间的空隙较大,空隙敞开时外界的杂质容易通过空隙进入到壳体内,一旦杂质对光路造成遮挡,都会影响检测器的检测结果,因此设置翻转板来遮挡空隙,提高检测精度,减少对壳体内的清理频率。
可选的,所述转动架的周向侧壁上还安装有多个与固定座一一对应的顶杆,所述顶杆靠近对应的固定座,在转动架转动过程中,顶杆比对应的固定座先接触翻转板。
通过采用上述技术方案,在转动架转动的过程中,顶杆先将翻转板顶开,翻转板在复位弹簧作用下复位时,相应的固定座能够及时通过空隙而不与翻转板接触,避免安装在固定座内的试管在长期与翻转板磕碰的过程中出现损坏。
可选的,两个翻转板远离铰接位置的端部均抵接在转动架位于壳体外的周向侧壁上,处在转动架由壳体内转动到壳体外位置的翻转板为主动板,另一个翻转板为从动板,且壳体上安装有传动组件,所述主动板比从动板先接触顶杆,所述主动板通过传动组件带动从动板转动。
通过采用上述技术方案,翻转板在不受外力作用时,复位弹簧就存在将翻转板抵在转动架上的作用力,而当翻转板受到向外拉的拉力时,复位弹簧的弹力进一步增大,使拉力不容易将翻转板拉开,而翻转板受到箱内的推力时,转动架会限制翻转板的移动,从而使得翻转板不会轻易与转动架分离,而借助传动组件,能够使迎着转动架转动方向设置的从动板及时转开,以便于转动架顺利转动。
可选的,所述传动组件包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和齿条,所述第一齿轮同轴连接在主动板的铰接位置上,第二齿轮同轴连接在从动板的铰接位置上,第三齿轮转动连接在壳体上,且第二齿轮和第三齿轮啮合,所述齿条滑动连接在壳体上,第一齿轮、第三齿轮分别与齿条啮合连接。
通过采用上述技术方案,主动板先转动架上的顶杆顶开后,第一齿轮同步转动并带动齿条移动,齿条通过第三齿轮同步带动第二齿轮转动,即从动板也会同时转动,利用主动板、从动板接触顶杆的过程存在时间差,从而避免顶杆和从动板接触。
可选的,所述壳体内安装有加热器,所述加热器处在转动架的下方,且加热器和转动架之间铺设有导热层。
通过采用上述技术方案,在检测开始前,可以先使用加热器进行加热,使壳体内的温度升高到适合检测的温度范围内,且导热层能够使每个固定座受到的热量相同,避免局部受热。
第二方面,本申请提供一种用于检测臭氧的测定方法,采用如下的技术方案:
一种用于检测臭氧的测定方法,包括以下步骤:
S1、制备不同浓度的甲醛标准溶液以及样品溶液,并分别装入不同的试管内;
S2、将装有不同溶液的试管一起安装到分光光度仪的转动架中,并启动分光光度仪,依次完成不同溶液的吸光度的测定;
S3、根据甲醛标准溶液的浓度和对应的吸光度,计算出标准曲线,再根据样品溶液的吸光度,得到样品溶液中甲醛浓度,最后计算出样品溶液中臭氧含量。
通过采用上述技术方案,工作人员一次性将需要检测的溶液都制备好,然后再一次性地将装有相应溶液的试管安装到转动架上,随着转动架转动,每个试管都可以处在光源和反光镜之间,也就是可以被检测出吸光度,无需工作人员频繁进行更换,提高工作效率,减轻工作人员负担。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.通过设置转动盘和固定座,能够一次性对多个试管进行装夹,避免工作人员的频繁装卸试管,提高检测效率;
2.通过设置挡光屏障和翻转板,减少外界对壳体内部的影响,提高检测的精度;
3.通过设置传动组件,使得两个翻转板能够产生联动,方便转动架通过翻转板。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图。
图2是本申请实施例的壳体内腔的第一状态的结构示意图,主要用于展示转动盘转动时的状态。
图3是本申请实施例的传动组件的结构示意图。
图4是本申请实施例的壳体内腔的第二状态的结构示意图,主要用于展示转动盘转动结束后的状态。
图5是本申请实施例的局部剖视图。
附图标记说明:1、壳体;11、空腔;12、通道;13、避让槽;14、盖板;15、控制面板;16、挡光屏障;17、驱动源;18、加热器;19、导热层;2、光源;3、反光镜;4、检测器;5、转动架;51、转动轴;52、底板;53、侧板;531、通光孔;532、顶杆;54、顶盖;55、固定座;6、主动板;7、从动板;81、第一齿轮;82、第二齿轮;83、第三齿轮;84、齿条;9、复位弹簧。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种用于检测臭氧的分光光度仪。参照图1、图2,用于检测臭氧的分光光度仪包括壳体1,壳体1具有内腔,且壳体1内腔的开口开设在壳体1的一端端面上,壳体1上安装有用于覆盖内腔的盖板14。盖板14的一端铰接在壳体1上,盖板14的另一端可拆卸地固定在壳体1上。壳体1的内腔中安装有光源2、反光镜3、检测器4和转动架5。光源2向反光镜3发射光线,反光镜3再将光线反射到检测器4中。转动架5用于装夹多个试管,并依次将试管放置到光源2和反光镜3之间的光路上。壳体1上还安装有控制面板15,控制面板15上既设置有控制光源2启闭的开关,又有显示检测器4的检测结果的显示屏。
参见图1、图2,检测器4固定在壳体1空腔11的一侧内壁上,壳体1远离检测器4的侧壁上开设有通道12。通道12的两侧侧壁上均铰接有翻转板,翻转板与相应壳体1侧壁之间复位弹簧9。两个翻转板的铰接位置到检测器4所在内壁的直线距离不同,其中更加靠近检测器4所在内壁的翻转板为主动板6,另一个翻转板为从动板7。主动板6和从动板7之间设有传动组件,整个传动组件均预设在壳体1空腔11的底部中。
参见图2、图3,传动组件包括第一齿轮81、第二齿轮82、第三齿轮83和齿条84,第一齿轮81同轴连接在主动板6的铰接位置上,第二齿轮82同轴连接在从动板7的铰接位置上,第三齿轮83转动连接在壳体1上,且第二齿轮82和第三齿轮83啮合,齿条84滑动连接在壳体1上,第一齿轮81、第三齿轮83分别与齿条84啮合连接。
当任意翻转板受到外力转动时,借助传动组件的传动,两个翻转板会同步转动。而当翻转板不再受外力作用时,两个复位弹簧9会一起提供弹力,使两个翻转板复位。
参见图4,转动架5的整体呈圆盘状,转动架5的局部部位穿过通道12并处在外界。两个翻转板均被转动架5顶着向外界一侧翻转,复位弹簧9处在被拉伸状态。翻转板在复位弹簧9作用下抵接转动架5的周向侧壁上。转动架5按照从壳体1内腔经过主动板6到外界,再从外界经过从动板7回到壳体1内腔的路线进行转动。
参见图4,转动架5包括转动轴51、底板52、侧板53和顶盖54。底板52为环形板,底板52活动连接在内腔的底部上。底板52的内部和壳体1空腔11底部共同围成环槽。反光镜3处在环槽内并固定在壳体1上,此外环槽内还固定有挡光屏障16,挡光屏障16为弧形板,挡光屏障16处在反光镜3背离检测器4的一侧。侧板53为弧形板,且侧板53有多个,多个侧板53绕着底板52的周向方向间隔设置,相邻侧板53之间的间隙即为试管的安装位置,底板52处在安装位置上固定有固定座55。顶盖54固定在侧板53远离底板52的端部上,转动轴51的一端固定在顶盖54的中心位置上,转动轴51的另一端朝向底板52的中心。壳体1的内腔底部开设有避让槽13,避让槽13与环槽连通。避让槽13内安装有驱动源17,驱动源17为步进电机,步进电机的输出轴与转动轴51连接。步进电机每转动一次,正对光源2的固定架就会按顺序替换成相邻的固定架。
参见图4,每个侧板53上开有通光孔531,且每个侧板53的外侧壁上还固定有顶杆532。顶杆532和通光孔531顺着转动架5的转动方向依次设置在侧板53上,顶杆532远离侧板53的端部朝向顺着转动架5转动方向的一侧,且顶杆532远离侧板53的端部不会对通光孔531造成遮挡。
在转动架5转动过程中,处在壳体1内往外界移动的顶杆532接触主动板6并将主动板6顶开。同时主动板6通过传动组件带动从动板7翻转,此时处在外界往壳体1内移动的顶杆532刚好进入从动板7打开的通道12中,从动板7不会与顶杆532发生接触。另外,由于顶杆532将主动板6顶开时,主动板6翻转的角度并不是很大,复位弹簧9产生的弹力也不会很巨大,再加上滑条移动产生的摩擦,主动板6的复位速度并不会很快,所以处在该顶杆532后的固定架能够紧跟着顶杆532通过主动板6开启的通道12。
参见图5,壳体1空腔11的底部上还安装有加热器18和导热层19,导热层19处在加热器18和移动架之间,导热层19的形状与底板52相适配,并且导热层19贴靠在底板52上,而加热器18同样贴靠在导热层19上。导热层19和固定座55均是由导热性能良好的金属制作而成。
本申请实施例一种用于检测臭氧的分光光度仪的实施原理为:在使用时,工作人员将装有溶液的试管安装到处在外界的固定座55上,然后启动步进电机,使转动盘转动。每转动一次,工作人员就将试管安装到转出的固定座55上,直到所有固定座55均放置有试管或者是需要检测的试管均已安装完。然后工作人员可以通过对控制面板15的设置,使分光光度仪自动进行工作。转动盘在步进电机控制下每转动一次,步进电机就暂停一段时间,在此过程中,光源2发出光线,光线通过正对光源2的固定架上的试管后,经反光镜3反射到检测器4中,检测器4分析得到吸光度,该吸光度与当前正对光源2的试管中的溶液相对应。当所有试管均检测一次后,分光光度仪自动停止。
本申请实施例还公开一种用于检测臭氧的测定方法,包括以下步骤:
S1、制备不同浓度的甲醛标准溶液以及样品溶液,并分别装入不同的试管内。
S2、将装有不同溶液的试管一起安装到分光光度仪的转动架5中,并启动分光光度仪,依次完成不同溶液的吸光度的测定。
转动架5中可一次性装夹的试管数量有限,当需要检测的试管数量超过固定架的数量后,可以分批次进行检测。每批次装夹完成后,分光光度计会依次对装夹上的试管进行检测。这一批溶液全部检测完成后,工作人员才需要更换下一批的待测试管。
S3、根据甲醛标准溶液的浓度和对应的吸光度,计算出标准曲线,再根据样品溶液的吸光度,得到样品溶液中甲醛浓度,最后计算出样品溶液中臭氧含量。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于检测臭氧的分光光度仪,其特征在于:包括壳体(1),所述壳体(1)内设有光源(2)、检测器(4)、反光镜(3)和转动架(5),所述转动架(5)的中心固定有转动轴(51),且转动架(5)通过转动轴(51)转动连接在壳体(1)上,转动架(5)上安装有多个用于装载试管的固定座(55),多个固定座(55)均匀分布在转动架(5)的周向侧壁上,所述壳体(1)的侧壁上开设有供转动架(5)穿出壳体(1)的通道(12),转动架(5)上至少存在一个固定座(55)处在壳体(1)的通道(12)外,所述反光镜(3)处在转动架(5)内且固定在壳体(1)上,所述转动架(5)上开设有避让反光镜(3)的环槽,所述转动架(5)的周向侧壁上还开设有多个与固定座(55)一一对应的通光孔(531),所述光源(2)和检测器(4)均处在转动架(5)外,当光源(2)射出的光线经安装在固定座(55)上的试管照射到反光镜(3)上时,反光镜(3)将光线从对应的通光孔(531)反射到检测器(4)。
2.根据权利要求1所述的一种用于检测臭氧的分光光度仪,其特征在于:所述壳体(1)内还安装有挡光屏障(16),所述挡光屏障(16)处在环槽中,且挡光屏障(16)靠近通道(12)。
3.根据权利要求1所述的一种用于检测臭氧的分光光度仪,其特征在于:所述通道(12)的两侧侧壁上均铰接有翻转板,所述翻转板上与相近的壳体(1)侧壁上连接有复位弹簧(9),所述翻转板在复位弹簧(9)作用下遮挡转动架(5)与通道(12)侧壁之间的空隙。
4.根据权利要求3所述的一种用于检测臭氧的分光光度仪,其特征在于:所述转动架(5)的周向侧壁上还安装有多个与固定座(55)一一对应的顶杆(532),所述顶杆(532)靠近对应的固定座(55),在转动架(5)转动过程中,顶杆(532)比对应的固定座(55)先接触翻转板。
5.根据权利要求4所述的一种用于检测臭氧的分光光度仪,其特征在于:两个翻转板远离铰接位置的端部均抵接在转动架(5)位于壳体(1)外的周向侧壁上,处在转动架(5)由壳体(1)内转动到壳体(1)外位置的翻转板为主动板(6),另一个翻转板为从动板(7),且壳体(1)上安装有传动组件,所述主动板(6)比从动板(7)先接触顶杆(532),所述主动板(6)通过传动组件带动从动板(7)转动。
6.根据权利要求5所述的一种用于检测臭氧的分光光度仪,其特征在于:所述传动组件包括第一齿轮(81)、第二齿轮(82)、第三齿轮(83)和齿条(84),所述第一齿轮(81)同轴连接在主动板(6)的铰接位置上,第二齿轮(82)同轴连接在从动板(7)的铰接位置上,第三齿轮(83)转动连接在壳体(1)上,且第二齿轮(82)和第三齿轮(83)啮合,所述齿条(84)滑动连接在壳体(1)上,第一齿轮(81)、第三齿轮(83)分别与齿条(84)啮合连接。
7.根据权利要求5所述的一种用于检测臭氧的分光光度仪,其特征在于:所述壳体(1)内安装有加热器(18),所述加热器(18)处在转动架(5)的下方,且加热器(18)和转动架(5)之间铺设有导热层(19)。
8.一种用于检测臭氧的测定方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、制备不同浓度的甲醛标准溶液以及样品溶液,并分别装入不同的试管内;
S2、将装有不同溶液的试管一起安装到分光光度仪的转动架(5)中,并启动分光光度仪,依次完成不同溶液的吸光度的测定;
S3、根据甲醛标准溶液的浓度和对应的吸光度,计算出标准曲线,再根据样品溶液的吸光度,得到样品溶液中甲醛浓度,最后计算出样品溶液中臭氧含量。
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