CN117805212A - 一种臭氧传感器校准装置及其校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种臭氧传感器校准装置及其校准方法，包括机架，机架上固定有臭氧混合腔室和臭氧发生器，臭氧混合腔室的顶部设置有排气口，臭氧混合腔室上设置有进水口和臭氧进气口，臭氧进气口与臭氧发生器的出口之间通过臭氧供应管道连通；进水口与供水系统连通，臭氧混合腔室设置有出水口，机架上设置有臭氧调节腔室，臭氧调节腔室上设置有入水口，其底部设置有与排水管道连通的排水口，入水口与臭氧混合腔室的底部的出水口之间通过带注水阀的臭氧水供应管道连通，臭氧调节腔室上安装有标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器，臭氧调节腔室上还设置有抽气装置，该校准装置和方法能够快速有效的对臭氧传感器校准，减少校准的周期。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种臭氧传感器校准装置及其校准方法。
背景技术
臭氧传感器是一种用于测量水体中臭氧含量的传感器。臭氧是一种强氧化剂，广泛应用于水处理、空气净化和消毒等领域。臭氧传感器通常采用电化学原理来测量水体中的臭氧含量。传感器中通常包含一个工作电极和一个参比电极，工作电极通常由惰性材料制成，能够与水中的臭氧发生电化学反应，参比电极用于稳定电位，以确保测量的准确性。其主要原理是：当污水中存在臭氧时，臭氧分子通过传感器的外部膜扩散到传感器内部，进入传感器的机械结构中。臭氧在工作电极上发生电化学反应，臭氧分子与工作电极上的催化剂发生氧化还原反应，产生电子，通过测量工作电极上的电流，可以获得臭氧的浓度信息，臭氧浓度越高，产生的电流也越高，传感器会将测得的电流信号转换成对应的臭氧浓度值，以数字形式输出。然而目前的臭氧传感器的校准是非常的麻烦，一般是将待校准的臭氧传感器放入到溶解有臭氧的水溶液中进行检测，得到臭氧的浓度数值，然后利用其他的检测方法检测水溶液中的实际臭氧含量，例如试剂比色法检测，比色法是根据臭氧与不同化学试剂的显色或脱色反应程度来确定臭氧浓度的方法。这样通过比色法检测出水溶液中的臭氧浓度值，以此来校准臭氧传感器，而这种校准方式非常麻烦，需要在实验室中完成，校准周期比较长。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种臭氧传感器校准装置，该校准装置能够快速有效的对臭氧传感器进行校准，减少校准的周期。
本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种臭氧传感器校准方法，该校准方法使用了上述的校准装置能够快速有效的对臭氧传感器进行校准，减少校准的周期。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种臭氧传感器校准装置，包括机架，所述机架上固定有臭氧混合腔室和臭氧发生器，所述臭氧混合腔室的顶部设置有排气口，所述臭氧混合腔室上设置有进水口和臭氧进气口，所述臭氧进气口与臭氧发生器的出口之间通过臭氧供应管道连通；所述进水口与供水系统连通，所述臭氧混合腔室的底部设置有出水口，所述机架上位于臭氧混合腔室的下方设置有臭氧调节腔室，所述臭氧调节腔室上设置有入水口，所述臭氧调节腔室的底部设置有与带排水阀的排水管道连通的排水口，所述入水口与臭氧混合腔室的底部的出水口之间通过带注水阀的臭氧水供应管道连通，所述臭氧调节腔室上安装有标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器，所述标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器分别与对应的臭氧显示屏连接，所述该校准装置还设置有对臭氧调节腔室内部抽气的抽气装置，所述抽气装置固定在所述机架上。
作为一种优选的方案，所述抽气装置包括真空泵，所述真空泵的抽气口连接有伸入到臭氧调节腔室内的抽气管，所述抽气管上设置有比例阀，所述真空泵的出气口连接有排气管路。
作为一种优选的方案，所述抽气管安装于所述臭氧调节腔室的下方且竖直设置，所述抽气管的上端由下而上伸入到臭氧调节腔室的上部，所述抽气管的上端靠近所述臭氧调节腔室的腔顶板。
作为一种优选的方案，所述抽气管上位于比例阀的上游设置有三通接头，所述三通接头的两个接口连接抽气管与所述真空泵的抽气口；所述三通接头的另一个接口连接排空管，该排空管上设置有排空阀。
作为一种优选的方案，所述标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器可拆卸固定于所述臭氧调节腔室的腔顶板上，所述腔顶板上设置有第一插入孔和第二插入孔，所述第一插入孔和第二插入孔的四周分别设置有安装螺孔，所述标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器上分别固定有第一连接座和第二连接座，标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器分别插入到所述第一插入孔和和第二插入孔内，所述第一连接座和第二连接座通过安装于安装螺孔内的螺钉与腔顶板可拆卸固定连接。
作为一种优选的方案，所述供水系统包括安装于机架上的储水桶，所述储水桶通过供水管道与所述进水口连通，所述供水管道上设置有提供抽吸力的水泵。
作为一种优选的方案，所述臭氧混合腔室上设置有液位计。
采用了上述技术方案后，本发明的效果是：由于臭氧传感器校准装置，包括机架，所述机架上固定有臭氧混合腔室和臭氧发生器，所述臭氧混合腔室的顶部设置有排气口，所述臭氧混合腔室上设置有进水口和臭氧进气口，所述臭氧进气口与臭氧发生器的出口之间通过臭氧供应管道连通；所述进水口与供水系统连通，所述臭氧混合腔室的底部设置有出水口，所述机架上位于臭氧混合腔室的下方设置有臭氧调节腔室，所述臭氧调节腔室上设置有入水口，所述臭氧调节腔室的底部设置有与带排水阀的排水管道连通的排水口，所述入水口与臭氧混合腔室的底部的出水口之间通过带注水阀的臭氧水供应管道连通，所述臭氧调节腔室上安装有标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器，所述标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器分别与对应的臭氧显示屏连接，所述该校准装置还设置有对臭氧调节腔室内部抽气的抽气装置，所述抽气装置固定在所述机架上，因此，该校准装置能够非常快速的对待校准臭氧传感器进行检测，由于待校准臭氧传感器和标准臭氧传感器是出于相同的检测环境下，因此可以排除额外的干扰，两个传感器的检测结果的比对校准更准确，而同时，抽气装置对臭氧调节腔室内抽气，这样就能够改变臭氧调节腔室内的压力，而不同的压力臭氧的溶解度不同，压力越小，水中溶解臭氧水平越低，这样就能够改变水溶液中的臭氧浓度，这样可以使校准臭氧传感器和标准臭氧传感器检测不同臭氧浓度的水溶液，使待校准臭氧传感器可以在量程内校准多组数值，这样校准更完整也更准确。
又由于所述抽气装置包括真空泵，所述真空泵的抽气口连接有伸入到臭氧调节腔室内的抽气管，所述抽气管上设置有比例阀，所述真空泵的出气口连接有排气管路，利用比例阀可以调节真空泵的抽气量，从而控制臭氧调节腔室内的抽气速率，不但能够控制负压形成的速率，而且可以方便臭氧调节腔室内的压力保持在多组指定的压力下，方便两个传感器有足够的时间进行检测。
又由于所述抽气管安装于所述臭氧调节腔室的下方且竖直设置，所述抽气管的上端由下而上伸入到臭氧调节腔室的上部，所述抽气管的上端靠近所述臭氧调节腔室的腔顶板，该抽气管的布置形式可以将抽气泵和管道连接都设置在臭氧调节腔室的下方，这样臭氧调节腔室的上方更整洁，在安装两个传感器时也有更多的操作空间。
又由于所述抽气管上位于比例阀的上游设置有三通接头，所述三通接头的两个接口连接抽气管与所述真空泵的抽气口；所述三通接头的另一个接口连接排空管，该排空管上设置有排空阀，当臭氧混合腔室的水溶液依靠重力流入到臭氧调节腔室内时，利用该排空管和排空阀可以将臭氧调节腔室内的气体排出，使水溶液流入更顺畅。
又由于所述标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器可拆卸固定于所述臭氧调节腔室的腔顶板上，所述腔顶板上设置有第一插入孔和第二插入孔，所述第一插入孔和第二插入孔的四周分别设置有安装螺孔，所述标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器上分别固定有第一连接座和第二连接座，标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器分别插入到所述第一插入孔和和第二插入孔内，所述第一连接座和第二连接座通过安装于安装螺孔内的螺钉与腔顶板可拆卸固定连接，采用上述安装结构时，该待校准臭氧传感器的拆卸和安装都非常方便。
又由于所述臭氧混合腔室上设置有液位计，通过液位计可以更精准的控制臭氧混合腔室中的水量。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：一种臭氧传感器的校准方法，该校准方法使用了上述的中的臭氧传感器校准装置，包括以下步骤：
S1、供水系统给臭氧混合腔室内注入指定量的水；
S2、启动臭氧发生器，臭氧发生器产生的臭氧通入到臭氧混合腔室的水中，臭氧充分溶解在水中而多余的臭氧从排气口排出，臭氧持续通入到设定时间后停止；
S3、打开臭氧水供应管道上的注水阀，溶解有臭氧的水溶液依靠重力流入到臭氧调节腔室内，待水溶液流完后，关闭注水阀；
S4、对比此时标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器的检测数值，作为第一组浓度对比数据；
S5、启动抽气装置，对臭氧调节腔室持续抽真空，对比抽真空过程中的标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器的检测数值，得到不同真空度的情况下多组浓度对比数据，根据上述的浓度对比数据校准待校准臭氧传感器。
其中优选的，在步骤S3、打开臭氧水供应管道上的注水阀，溶解有臭氧的水溶液依靠重力流入到臭氧调节腔室内，此时打开排空管上的排空阀，臭氧调节腔室内的气体从排空管中排出，这样方便水溶液更顺畅的流入臭氧调节腔室内。
其中优选的，所述校准方法还包括排水步骤S6、关闭抽气装置，打开排空阀和排水管道上的排水阀，待臭氧调节腔室的溶液排空后，关闭排水阀而开启注水阀，利用供水系统对臭氧混合腔室、臭氧调节腔室和标准臭氧传感器进行清洗，这样可以方便下次检测。
采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该校准方法使用了上述的校准装置能够快速的对带校准臭氧传感器进行校准，待校准臭氧传感器和标准臭氧传感器在同一个检测环境下，数据准确误差小，并且通过改变臭氧调节腔室内的压力来改变水溶液的臭氧浓度，这样可以得出多组不同浓度的检测数据进行比对，这样有更多标准的浓度数据进行参考，整体的校准更完整，校准的结果也更合理。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例一种臭氧传感器校准装置的结构示意图；
图2是图1隐藏部分结构后的结构示意图；
图3是图2的后视图；
图4是本发明实施例中臭氧调节腔室的结构示意图；
图5是本发明实施例中臭氧调节腔室的剖视图；
图6是本发明实施例臭氧传感器的校准方法的工艺流程图；
附图中：1.机架；2.臭氧混合腔室；3.臭氧发生器；4.排气口；5.进水口；6.臭氧进气口；7.出水口；8.臭氧调节腔室；9.标准臭氧传感器；10.待校准臭氧传感器；11.标准臭氧显示屏；12.待校准臭氧显示屏；13.真空泵；14.抽气管；15.腔顶板；16.三通接头；17.第一连接座；18.第二连接座；19.储水桶；20.水泵；21.注水阀；22.排水阀；23.比例阀；24.排水管道。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1-5所示，一种臭氧传感器校准装置，包括机架1，所述机架1上固定有臭氧混合腔室2和臭氧发生器3，所述臭氧混合腔室2的顶部设置有排气口4，所述臭氧混合腔室2上设置有进水口5和臭氧进气口6，所述臭氧进气口6与臭氧发生器3的出口之间通过臭氧供应管道连通；所述进水口5与供水系统连通，所述臭氧混合腔室2的底部设置有出水口7，所述机架1上位于臭氧混合腔室2的下方设置有臭氧调节腔室8，所述臭氧调节腔室8上设置有入水口，所述臭氧调节腔室8的底部设置有与带排水阀22的排水管道24连通的排水口，所述入水口与臭氧混合腔室2的底部的出水口7之间通过带注水阀21的臭氧水供应管道连通，所述臭氧调节腔室8上安装有标准臭氧传感器9和待校准臭氧传感器10，所述标准臭氧传感器9和待校准臭氧传感器10分别与对应的臭氧显示屏连接，所述臭氧调节腔室8上还设置有对臭氧调节腔室8内部抽气的抽气装置，所述抽气装置固定在所述机架1上。
本实施例中，标准臭氧传感器9和待校准臭氧传感器10分别对应的显示屏为标准臭氧显示屏11、待校准臭氧显示屏12。
抽气装置包括真空泵13，所述真空泵13的抽气口连接有伸入到臭氧调节腔室8内的抽气管14，所述抽气管14上设置有比例阀23，所述真空泵13的出气口连接有排气管路，抽气管14安装于所述臭氧调节腔室8的下方且竖直设置，所述抽气管14的上端由下而上伸入到臭氧调节腔室8的上部，所述抽气管14的上端靠近所述臭氧调节腔室8的腔顶板15，抽气管14上位于比例阀23的上游设置有三通接头16，所述三通接头16的其中两个接口分别连接抽气管14和所述真空泵13的抽气口；所述三通接头16的另一个接口连接排空管，该排空管上设置有排空阀。
本实施例中，标准臭氧传感器9和待校准臭氧传感器10可拆卸固定于所述臭氧调节腔室8的腔顶板15上，所述腔顶板15上设置有第一插入孔和第二插入孔，所述第一插入孔和第二插入孔的四周分别设置有安装螺孔，所述标准臭氧传感器9和待校准臭氧传感器10上分别固定有第一连接座17和第二连接座18，标准臭氧传感器9和待校准臭氧传感器10分别插入到所述第一插入孔和和第二插入孔内，所述第一连接座17和第二连接座18通过安装于安装螺孔内的螺钉与腔顶板15可拆卸固定连接。供水系统包括安装于机架1上的储水桶19，所述储水桶19通过供水管道与所述进水口5连通，所述供水管道上设置有提供抽吸力的水泵20。臭氧混合腔室2上设置有液位计。
如图6所示，一种臭氧传感器的校准方法，该校准方法使用了上述的臭氧传感器校准装置，包括以下步骤：
S1、供水系统给臭氧混合腔室2内注入指定量的水，通过液位计可时刻观测臭氧混合腔室2内的液位情况；
S2、启动臭氧发生器3，臭氧发生器3产生的臭氧通入到臭氧混合腔室2的水中，臭氧充分溶解在水中，多余的臭氧从排气口4排出，臭氧持续通入，直至设定时间后停止通入；
S3、打开臭氧水供应管道上的注水阀21，溶解有臭氧的水溶液依靠重力流入到臭氧调节腔室8内，此时可以打开排空管上的排空阀，臭氧调节腔室8内多余的气体及时从排空管中排出，这样方便水溶液更顺畅的流入臭氧调节腔室8内，待水溶液流完后，关闭注水阀21；
S4、通过标准臭氧显示屏11和待校准臭氧显示屏12的显示，对比此时标准臭氧传感器9和待校准臭氧传感器10的检测数值，作为第一组浓度对比数据；
S5、启动抽气装置，真空泵13对臭氧调节腔室8持续抽真空，对比抽真空过程中的标准臭氧传感器9和待校准臭氧传感器10的检测数值，得到不同真空度的情况下多组浓度对比数据，根据上述的浓度对比数据校准待校准臭氧传感器10。
另外，该校准方法还还可以包括排水步骤S6、关闭抽气装置，打开排空阀和排水管道24上的排水阀22，待臭氧调节腔室8的溶液排空后，关闭排水阀22而开启注水阀21，利用供水系统对臭氧混合腔室2、臭氧调节腔室8和标准臭氧传感器9进行清洗。
具体来说，该校准装置和校准方法能够非常快速的对待校准臭氧传感器10进行检测，由于待校准臭氧传感器10和标准臭氧传感器9是出于相同的检测环境下，因此可以排除额外的干扰，两个传感器的检测结果的比对校准更准确，并且，抽气泵对臭氧调节腔室8内抽气，利用比例阀23可以调节真空泵13的抽气量，从而控制臭氧调节腔室8内的抽气速率，不但能够控制负压形成的速率，而且可以方便臭氧调节腔室8内的压力保持在多组指定的压力，不同的压力下，臭氧的溶解度不同，通过调节压力，这样就能够改变水溶液中的臭氧浓度，校准臭氧传感器和标准臭氧传感器9可以测得检测不同臭氧浓度的水溶液，待校准臭氧传感器10可以在量程内校准多组数值，这样校准更完整也更准确。
本实施例中提到的真空泵13、水泵20均为目前的常规技术，在2008年4月北京第五版第二十八次印刷的《机械设计手册第五版》中详细的具体结构和原理和其他的设计，属于现有技术，其结构清楚明了。
以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种臭氧传感器校准装置，包括机架，其特征在于：所述机架上固定有臭氧混合腔室和臭氧发生器，所述臭氧混合腔室的顶部设置有排气口，所述臭氧混合腔室上设置有进水口和臭氧进气口，所述臭氧进气口与臭氧发生器的出口之间通过臭氧供应管道连通；所述进水口与供水系统连通，所述臭氧混合腔室的底部设置有出水口，所述机架上位于臭氧混合腔室的下方设置有臭氧调节腔室，所述臭氧调节腔室上设置有入水口，所述臭氧调节腔室的底部设置有与带排水阀的排水管道连通的排水口，所述入水口与臭氧混合腔室的底部的出水口之间通过带注水阀的臭氧水供应管道连通，所述臭氧调节腔室上安装有标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器，所述标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器分别与对应的臭氧显示屏连接，所述该校准装置还设置有对臭氧调节腔室内部抽气的抽气装置，所述抽气装置固定在所述机架上。
2.如权利要求1所述的一种臭氧传感器校准装置，其特征在于：所述抽气装置包括真空泵，所述真空泵的抽气口连接有伸入到臭氧调节腔室内的抽气管，所述抽气管上设置有比例阀，所述真空泵的出气口连接有排气管路。
3.如权利要求2所述的一种臭氧传感器校准装置，其特征在于：所述抽气管安装于所述臭氧调节腔室的下方且竖直设置，所述抽气管的上端由下而上伸入到臭氧调节腔室的上部，所述抽气管的上端靠近所述臭氧调节腔室的腔顶板。
4.如权利要求3所述的一种臭氧传感器校准装置，其特征在于：所述抽气管上位于比例阀的上游设置有三通接头，所述三通接头的两个接口连接抽气管与所述真空泵的抽气口；所述三通接头的另一个接口连接排空管，该排空管上设置有排空阀。
5.如权利要求4所述的一种臭氧传感器校准装置，其特征在于：所述标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器可拆卸固定于所述臭氧调节腔室的腔顶板上，所述腔顶板上设置有第一插入孔和第二插入孔，所述第一插入孔和第二插入孔的四周分别设置有安装螺孔，所述标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器上分别固定有第一连接座和第二连接座，标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器分别插入到所述第一插入孔和和第二插入孔内，所述第一连接座和第二连接座通过安装于安装螺孔内的螺钉与腔顶板可拆卸固定连接。
6.如权利要求5所述的一种臭氧传感器校准装置，其特征在于：所述供水系统包括安装于机架上的储水桶，所述储水桶通过供水管道与所述进水口连通，所述供水管道上设置有提供抽吸力的水泵。
7.如权利要求6所述的一种臭氧传感器校准装置，其特征在于：所述臭氧混合腔室上设置有液位计。
8.一种臭氧传感器的校准方法，其特征在于：该校准方法使用了权利要求1中的臭氧传感器校准装置，包括以下步骤：
S1、供水系统给臭氧混合腔室内注入指定量的水；
S2、启动臭氧发生器，臭氧发生器产生的臭氧通入到臭氧混合腔室的水中，臭氧充分溶解在水中而多余的臭氧从排气口排出，臭氧持续通入到设定时间后停止；
S3、打开臭氧水供应管道上的注水阀，溶解有臭氧的水溶液依靠重力流入到臭氧调节腔室内，待水溶液流完后，关闭注水阀；
S4、对比此时标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器的检测数值，作为第一组浓度对比数据；
S5、启动抽气装置，对臭氧调节腔室持续抽真空，对比抽真空过程中的标准臭氧传感器和待校准臭氧传感器的检测数值，得到不同真空度的情况下多组浓度对比数据，根据上述的浓度对比数据校准待校准臭氧传感器。
9.如权利要求8所述的一种臭氧传感器的校准方法，其特征在于：在步骤S3、打开臭氧水供应管道上的注水阀，溶解有臭氧的水溶液依靠重力流入到臭氧调节腔室内，此时打开排空管上的排空阀，臭氧调节腔室内的气体从排空管中排出。
10.如权利要求9所述的一种臭氧传感器的校准方法，其特征在于：所述校准方法还包括排水步骤S6、关闭抽气装置，打开排空阀和排水管道上的排水阀，待臭氧调节腔室的溶液排空后，关闭排水阀而开启注水阀，利用供水系统对臭氧混合腔室、臭氧调节腔室和标准臭氧传感器进行清洗。
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| CN202311817706.2A CN117805212A (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 一种臭氧传感器校准装置及其校准方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113702434A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-11-26 | 北京软通智慧科技有限公司 | 一种臭氧传感器基线校准系统及校准方法 |
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2023
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