CN113514408A - 具有校正功能的臭氧检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了具有校正功能的臭氧检测装置及方法，所述具有校正功能的臭氧检测装置包括光源、第一气体室和第一检测器；预处理单元用于去除待测气体中的臭氧，并送第二气体室；测量光穿过第二气体室；第二检测器和第一检测器分别设置在承载件上；驱动单元驱动承载件，使得当承载件处于测量状态时，所述第一检测器接收从第一气体室出射的光，第二检测器接收从第二气体室出射的光，当承载件处于校正状态时，所述第一检测器接收从第二气体室出射的光，第二检测器接收从第一气体室出射的光。本发明具有检测准确等优点。

Description

具有校正功能的臭氧检测装置及方法

技术领域

本发明涉及臭氧检测，特别涉及具有校正功能的臭氧检测装置及方法。

背景技术

目前臭氧分析仪使用的光池多为直型，对于实现仪器的小型化不再适合选用。

使用折叠型的光池可以保证足够的光程，同时也能便于器件的排布，实现仪器的小型化。但是由于只是使用单光池，只能实现分时测量，检测速度慢，在车载、机载等搭载仪器进行快速移动的应用场景下难以满足需求。

现有技术解决方法：采用双光池可以提升检测速度，但由于双光池会使用两个探测器，探测器的特性存在差异，需要针对探测器进行校正。

发明内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种具有校正功能的臭氧检测装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

具有校正功能的臭氧检测装置，具有校正功能的臭氧检测装置，所述具有校正功能的臭氧检测装置包括光源、第一气体室和第一检测器；所述具有校正功能的臭氧检测装置还包括：

预处理单元，所述预处理单元用于去除待测气体中的臭氧，并送第二气体室；

第二气体室，所述光源发出的测量光穿过所述第二气体室；

第二检测器，所述第二检测器和第一检测器分别设置在承载件上；

承载件和驱动单元，所述驱动单元驱动所述承载件，使得当承载件处于测量状态时，所述第一检测器接收从第一气体室出射的光，第二检测器接收从第二气体室出射的光，当承载件处于校正状态时，所述第一检测器接收从第二气体室出射的光，第二检测器接收从第一气体室出射的光。

本发明的目的还在于提供了根据本发明的具有校正功能的臭氧检测装置的臭氧检测方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

臭氧检测方法，所述臭氧检测方法包括检测器校正和气体室校正，检测器校正为：

光源发出的测量光穿过第一气体室和第二气体室，所述第一气体室和第二气体室内分别通入梯度浓度的标气；

第一检测器接收穿过第一气体室的测量光，建立电信号和浓度间的第一映射关系，第二检测器接收穿过第二气体室的测量光，建立电信号和浓度间的第二映射关系；

调整所述第一检测器和第二检测器的位置，第一检测器接收穿过第二气体室的测量光，建立电信号和浓度间的第三映射关系，第二检测器接收穿过第一气体室的测量光，建立电信号和浓度间的第四映射关系；

若与第一气体室分别对应的第一映射关系和第四映射关系是线性关系，获得第一检测器和第二检测器间的校正关系，或若与第二气体室分别对应的第二映射关系和第三映射关系是线性关系，获得第一检测器和第二检测器间的校正关系。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.结构简单、体积小；

使用承载件去承载第一检测器和第二检测器，并利用驱动单元去实现二个检测器间位置的互换，承载件、驱动单元、第二检测器和第二气体室的结构简单；

气体室的三个部分的内部连通，且呈“Π”形，降低了装置的体积；

2.检测准确；

校正了检测器之间的差异，以及光路之间的差异，从而提高了臭氧检测的准确性。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本发明实施例1的臭氧检测装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例2的臭氧检测装置的结构示意图。

具体实施方式

图1-2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了解释本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1示意性地给出了本发明实施例的具有校正功能的臭氧检测装置的结构图，如图1所示，所述具有校正功能的臭氧检测装置包括：

光源19、第一气体室4和第一检测器26；所述第一气体室4具有第一进气孔6和第一出气孔8；

预处理单元，所述预处理单元用于去除待测气体中的臭氧，并送第二气体室5；

第二气体室5，具有第二进气孔7和第二出气孔9，所述光源19发出的测量光穿过所述第二气体室5；

第二检测器27，所述第二检测器27和第一检测器26分别设置在承载件25 上；

承载件25和驱动单元24，所述驱动单元24驱动所述承载件25，使得当承载件25处于测量状态时，所述第一检测器26接收从第一气体室4出射的光，第二检测器27接收从第二气体室5出射的光，当承载件25处于校正状态时，所述第一检测器26接收从第二气体室5出射的光，第二检测器27接收从第一气体室4出射的光。

为了降低结构复杂度，进一步地，所述驱动单元24驱动所述承载件25转动。

为了折叠光路，降低装置的体积，进一步地，所述臭氧检测装置还包括：

第一光偏转部件16和第二光偏转部件17，所述光源19发出的测量光进入第一气体室4的第一部分10以及第二气体室5的第一部分13，之后分别被第一光偏转部件16偏转进入第一气体室4的第二部分11以及第二气体室5的第二部分14，然后被第二光偏转部件17分别偏转进入第一气体室4的第三部分12 及第二气体室5的第三部分15，所述第一气体室4呈“Π”形；所述的第二气体室5和第一气体室4相邻，并相互平行。

为了缩小体积，进一步地，所述光源19发出的测量光分空间地穿过所述第二气体室5和第一气体室4。

本发明实施例的臭氧检测方法，所述臭氧检测方法包括检测器校正和光路校正，检测器校正为：

光源19发出的测量光穿过第一气体室4和第二气体室5，所述第一气体室 4和第二气体室5内分别通入梯度浓度的标气，浓度从零到满量程；

第一检测器26接收穿过第一气体室4的测量光，建立电信号和浓度间的第一映射关系，第二检测器27接收穿过第二气体室5的测量光，建立电信号和浓度间的第二映射关系；

调整所述第一检测器26和第二检测器27的位置，第一检测器26接收穿过第二气体室5的测量光，建立电信号和浓度间的第三映射关系，第二检测器27 接收穿过第一气体室4的测量光，建立电信号和浓度间的第四映射关系；

若与第一气体室4分别对应的第一映射关系和第四映射关系是线性关系，获得第一检测器26和第二检测器27间的校正关系，或若与第二气体室5分别对应的第二映射关系和第三映射关系是线性关系，获得第一检测器26和第二检测器27间的校正关系。

为了获得准确的校正关系，进一步地，第一检测器和第二检测器间的校正关系的获得方式为：

D₁对应第一检测器，D₂对应第二检测器，U₁、U₂分别为与同一气体室对应的第一检测器在标气浓度是零及最大时对应的电信号，U₃、U₄分别为与同一气体室对应的第二检测器在标气浓度是零及最大时对应的电信号。

为了进一步提高校正准确度，进一步地，光路校正为：

若与第一检测器分别对应的第一映射关系和第三映射关系是线性关系，获得第一气体室和第二气体室间的校正关系，或若与第二检测器分别对应的第二映射关系和第四映射关系是线性关系，获得第一检测器和第二检测器间的校正关系。

为了获得准确的校正关系，进一步地，第一气体室和第二气体室间的校正关系的获得方式为：

L₁对应第一检测器，L₂对应第二检测器，U₁、U₂分别为与同一检测器对应的第一气体室在标气浓度是零及最大时对应的电信号，U₅、U₆分别为与同一检测器对应的第二气体室在标气浓度是零及最大时对应的电信号。

实施例2：

根据本发明实施例1的具有校正功能的臭氧检测装置及方法的应用例。

在该应用例中，如图2所示，光源20采用汞灯，光束覆盖了第一气体室4 和第二气体室5，无需使用透镜；驱动单元24采用电机，承载件25采用承载盘；

第一气体室4和第二气体室5并列设置、相互隔离，且均呈“Π”形，也即包括内部连通的三个部分；第一气体室4和第二气体室5的分别临着光源和检测器的二端为封闭端；第一光偏转部件16和第二光偏转部件17分别采用反射镜，分别设置在第一气体室4和第二气体室5的转角处；

本发明实施例的臭氧检测方法，也即本实施例的臭氧检测装置的工作方法，所述臭氧检测方法包括检测器校正和光路校正，检测器校正为：

光源20发出的测量光穿过第一气体室4和第二气体室5，所述第一气体室 4和第二气体室5内分别通入梯度浓度的标气，浓度从零到满量程，如0ppb、 100ppb、200ppb、300ppb、400ppb、500ppb；

第一检测器26接收穿过第一气体室4的测量光，建立电信号和浓度间的第一映射关系，第二检测器27接收穿过第二气体室5的测量光，建立电信号和浓度间的第二映射关系；

调整所述第一检测器26和第二检测器27的位置，所述第一气体室4和第二气体室5内分别通入梯度浓度的标气，浓度从零到满量程；第一检测器26接收穿过第二气体室5的测量光，建立电信号和浓度间的第三映射关系，第二检测器27接收穿过第一气体室4的测量光，建立电信号和浓度间的第四映射关系；

若与第一气体室4分别对应的第一映射关系和第四映射关系是线性关系，获得第一检测器26和第二检测器27间的校正关系，获得方式为：

D₁对应第一检测器，D₂对应第二检测器，U₁、U₂分别为与同一气体室对应的第一检测器在标气浓度是零及最大时对应的电信号，U₃、U₄分别为与同一气体室对应的第二检测器在标气浓度是零及最大时对应的电信号；

若与第一检测器分别对应的第一映射关系和第三映射关系是线性关系，获得第一气体室和第二气体室间的校正关系，获得方式为：

L₁对应第一检测器，L₂对应第二检测器，U₁、U₂分别为与同一检测器对应的第一气体室在标气浓度是零及最大时对应的电信号，U₅、U₆分别为与同一检测器对应的第二气体室在标气浓度是零及最大时对应的电信号。

实施例3：

根据本发明实施例1的具有校正功能的臭氧检测装置及方法的应用例，与实施例2不同的是：

光源采用LED，需要使用透镜去扩束，使得光源的出射光束覆盖第一气体室和第二气体室。

Claims (9)

1.具有校正功能的臭氧检测装置，所述具有校正功能的臭氧检测装置包括光源、第一气体室和第一检测器；其特征在于，所述具有校正功能的臭氧检测装置还包括：

预处理单元，所述预处理单元用于去除待测气体中的臭氧，并送第二气体室；

第二气体室，所述光源发出的测量光穿过所述第二气体室；

第二检测器，所述第二检测器和第一检测器分别设置在承载件上；

承载件和驱动单元，所述驱动单元驱动所述承载件，使得当承载件处于测量状态时，所述第一检测器接收从第一气体室出射的光，第二检测器接收从第二气体室出射的光，当承载件处于校正状态时，所述第一检测器接收从第二气体室出射的光，第二检测器接收从第一气体室出射的光。

2.根据权利要求1所述的具有校正功能的臭氧检测装置，其特征在于，所述驱动单元驱动所述承载件转动。

3.根据权利要求1所述的具有校正功能的臭氧检测装置，其特征在于，所述臭氧检测装置还包括：

第一光偏转部件和第二光偏转部件，所述光源发出的测量光进入第一气体室的第一部分，之后被第一光偏转部件偏转进入第一气体室的第二部分，然后被第二光偏转部件偏转进入第一气体室的第三部分，所述第一气体室呈“Π”形。

4.根据权利要求3所述的具有校正功能的臭氧检测装置，其特征在于，所述的第二气体室和第一气体室相邻，并相互平行。

5.根据权利要求1所述的具有校正功能的臭氧检测装置，其特征在于，所述光源发出的测量光分空间地穿过所述第二气体室和第一气体室。

6.臭氧检测方法，所述臭氧检测方法包括检测器校正和光路校正，其特征在于，检测器校正为：

光源发出的测量光穿过第一气体室和第二气体室，所述第一气体室和第二气体室内分别通入梯度浓度的标气；

第一检测器接收穿过第一气体室的测量光，建立电信号和浓度间的第一映射关系，第二检测器接收穿过第二气体室的测量光，建立电信号和浓度间的第二映射关系；

调整所述第一检测器和第二检测器的位置，第一检测器接收穿过第二气体室的测量光，建立电信号和浓度间的第三映射关系，第二检测器接收穿过第一气体室的测量光，建立电信号和浓度间的第四映射关系；

若与第一气体室分别对应的第一映射关系和第四映射关系是线性关系，获得第一检测器和第二检测器间的校正关系，或若与第二气体室分别对应的第二映射关系和第三映射关系是线性关系，获得第一检测器和第二检测器间的校正关系。

7.根据权利要求6所述的臭氧检测方法，其特征在于，第一检测器和第二检测器间的校正关系的获得方式为：

D₁对应第一检测器，D₂对应第二检测器，U₁、U₂分别为与同一气体室对应的第一检测器在标气浓度是零及最大时对应的电信号，U₃、U₄分别为与同一气体室对应的第二检测器在标气浓度是零及最大时对应的电信号。

8.根据权利要求6所述的臭氧检测方法，其特征在于，光路校正为：

若与第一检测器分别对应的第一映射关系和第三映射关系是线性关系，获得第一气体室和第二气体室间的校正关系，或若与第二检测器分别对应的第二映射关系和第四映射关系是线性关系，获得第一检测器和第二检测器间的校正关系。

9.根据权利要求8所述的臭氧检测方法，其特征在于，第一气体室和第二气体室间的校正关系的获得方式为：

L₁对应第一检测器，L₂对应第二检测器，U₁、U₂分别为与同一检测器对应的第一气体室在标气浓度是零及最大时对应的电信号，U₅、U₆分别为与同一检测器对应的第二气体室在标气浓度是零及最大时对应的电信号。

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