CN201041549Y - 用化学发光法进行氮氧化物分析的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气体分析装置，属于氮氧化物分析领域，本装置是利用O₃和NO的气相反应所发出的光强大小，来检测大气中NO浓度的，这种方法被称作化学发光法。本装置是用于连续地测量大气中NO、NO₂及NO_X的浓度。该装置在NO、NO₂及NO_X浓度变化时快速反应。同时可长期稳定地进行测量。该装置可以工作在很宽的环境温度和湿度条件，而不影响测量精度。在操作面板上可以完成所有的操作控制。位于操作面板上的LCD显示屏显示气体的浓度。除操作面板显示屏外，还提供端子提供测量输出信号。过滤器和采样装置安装在易于更换的位置。整个装置设计可靠，方便维护。

Description

用化学发光法进行氮氧化物分析的装置

技术领域

本系统涉及一种气体分析装置，特别是一种用化学发光法对环境空气中的NO，NO₂，NOx成分进行分析的装置.

背景技术

随着环境状况的恶化以及人们对环境意识的提高，对环境监督提出了更高的要求。作为环境监督的重要手段，环境监测仪器越来越受到政府和企业的重视。我国早已颁布了《环境空气质量标准》和《大气污染物综合排放标准》，建立环境空气质量监测站点6000多个。但我国的环境空气质量监测基本上处于现场采样、实验室分析阶段，采样仪器以手动和半自动为主。由于缺乏连续自动在线的空气质量监测仪器，影响并制约了我国环保执法和环境质量监督管理水平。发展自主知识产权的监测技术，形成环境监测仪器产业，从眼前看，可替代进口，节省外汇，满足当前我国对空气质量监测仪器的迫切需求，带动其它相关领域的发展；从长远看，可打破发达国家在这一技术领域的垄断，提高我国在环境监测仪器国际大市场中的竞争力，提高环境监测能力和环境监督执法现代化水平，发展我国环保事业。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用化学发光法进行氮氧化物分析的装置。本发明是一种化学发光法氮氧化物连续自动在线监测装置，综合了光学、化学、机械、自动控制、电子技术、新材料和计算机软件等多学科的最新技术。其控制技术、NO₂-NO转化技术、反应室的独特设计、自诊断功能和远程监控网络等方面处于国际先进水平。

现有分析系统电气结构复杂，故障不易分析，通风性能差导致光电倍增管工作不稳定，现场通讯方式为RS-232总线，是环境监测系统中最早应用的总线，它的通信协议比较简单，价格低廉。RS-232具有其局限性，具体表现在传输速率较低，传送距离较短，抗干扰能力较差，而且最重要的是它只适合于点对点的连接方式，因而存在通信可靠性差、扩展性弱等不足。

本装置采用本地ENTERNET网络，传输速度快，利于仪器间通讯；支持PSTN和GPRS通讯，可以同时配备。电气模块集成度高，互换性好，数量少，抗干扰性好。电路信号控制与调节采用数字调节，避免了调节实际电位器的繁琐过程，仪器软件采用嵌入式linux，稳定性好，处理能力强，仪器反应速度快。

对装置的光学平台进行了改进，采用双制冷片提供制冷温度，有利于保证PMT工作需要的恒定低温度环境；改进了装置的转换器结构，有效地控制了内部温度向外发散，长时间工作不会使氮氧化物分析仪机箱内温度变化。

装置内部有设置文件、传感器校准数据文件、仪器校准文件、运行记录、错误记录、历史数据等文件都可上传备份，仪器程序文件、设置文件、传感器校准数据文件、仪器校准文件都可下载配置，仪器软件在线升级。仪器运行文件可记录开机，测试，设置参数过程。测量数据异常值取舍，仪器测量值在出现错误，校准中，预热中，正常值都有标记，有利于中心软件处理。

本装置是用于连续地测量大气中NO、NO₂及NOx的浓度。该装置在NO、NO₂及NOx浓度变化时快速反应。同时可长期稳定地进行测量。该装置可以工作在很宽的环境温度和湿度条件，而不影响测量精度。在操作面板上可以完成所有的操作控制。位于操作面板上的LCD显示屏显示气体的浓度。除操作面板显示屏外，还提供端子提供测量输出信号。

整个装置设计可靠，方便维护。过滤器和采样装置安装在易于更换的位置。

本装置的目的是提供一种用化学发光法对环境空气中的氮氧化物成分进行分析的装置.

本装置是利用O₃和NO的气相反应所发出的光强大小，来检测大气中NO浓度的。这种方法被称作化学发光法。在这个反应中生成物NO₂的外层电子处于激发态，它将立刻回到基态，同时释放出600～2400nm的光波，其峰值波长为1200nm。反应中产生的光强大小是与NO的浓度成比例的，所以用这种方法就可以直接测出大气中的NO浓度。

测量NO₂的方法与此类似，它是用一种间接的方法。首先将NO₂还原为NO，再将还原得到的NO与O₃反应，测得这个反应中的发光强度大小，就可得出NO₂浓度的大小。在实际的仪器中，样气首先经过转化炉，样气中的NO₂被还原为NO，而样气中的NO不发生变化，可测得NOx的浓度等于NO+NO₂的浓度。一部分样气不经反应器，与O₃发生反应，可测得NO的浓度。测量的NOx的浓度减去NO的浓度即为被测NO₂浓度。

由于化学发光法的检测是依靠分析装置将NO₂转变成NO，因此，NO₂的定量转化是非常重要的，它不能低于NO₂的浓度范围。所以说装置的转化效率的确定是校准过程的核心部分。如果转换器的转换效率低于96％就应该更换或维修。

O₃是由装置内部的O₃发生器产生的。由于仅在NO和O₃之间有化学发光反应，所以NO的浓度可以直接被测量出来，而NO₂的浓度是通过比较分别测的NOx和NO的总量之差而得到的，这种比较方法是将样气分别通过两个气路，交替流经反应室实现的。

第一个气路(循环)直接将样气送入反应室以便测得样气中的NO含量。第二循环先将样气送入催化还原室，将样气中的NO₂还原为NO(不影响样气中原有的NO)，经过催化还原后的样气被送入气相反应室，测得样气中的NOx值。

NO+NO₂，即总的NOx的含量。NO₂的含量就等于第二循环所测NOx减去第一循环所测的NO。

NO、NO₂和NOx浓度值在每次循环后将会更新，正常的循环时间大约24秒。

通过阅读本装置的详细说明，本领域内的普通技术人员将清楚地理解本装置的其他特征和优点.

附图说明

图1气路系统图

图2臭氧发生器

图3光学平台

图4电路框图

图5CPU和电源部分(CPU&Power)

图6数字I/O部分(Digital I/O)

图7模拟输出(Analog out)

图8模拟输入(Analog in)

图9光电倍增管信号前置放大器原理图

图10驱动板高压控制

图11驱动板信号调理

图12驱动板外设控制

图13反应室结构图

图14装置结构图

图15装置功能图

图16程序控制流程图(包括软件主程序框架流程，主控制任务流程，浓度显示任务流程，面板显示任务，存储任务五部分)

具体实施方式

本装置(见图14和图15)由四个功能子系统组成：气路系统、光学系统、电子系统及计算机系统

一、气路系统(如图1所示)

分析所用的气体(零气、标气、样气)通过灰尘过滤器被送入装置。在不同的操作模式下有三种不同的气体：环境空气(样气)、零气和标气。装置中的管路采用Teflon，kynar或不锈钢材料，这样可以更好地保证测量气体的纯度。另外Teflon管还用于标气及零气与装置的连接以保证其纯度。

空气经颗粒过滤器将5μm以上颗粒物滤掉后，必须经过装置内渗透干燥器将水蒸气滤除。这是因为一方面水蒸气可与激发态的二氧化氮分子碰撞发生猝灭，使测量结果偏低；另一方面水蒸气分压过大，则与校准气体条件相差过大，使测量结果产生误差。同时水蒸气进入臭氧发生器也会导致臭氧浓度降低。所以渗透干燥器滤除水蒸气效果如何也直接影响化学发光法氮氧化物装置的性能指标。

渗透干燥器采用套管式结构。内管为渗透膜，外管为金属管。常温下空气以一定流速经内管通过，在内、外管间一定负压作用下，水蒸气从内管壁渗透到外管。本装置使用一种高分子渗透膜，对水分子具有更高的选择性，而且对气路结构作了大胆改进，装置精度将会有所提高。

通过连接到管接头的真空泵把外部环境空气连续不断的通过灰尘过滤器抽到反应室中，排放时，气体先经过置于装置板渗透干燥器的外管，再经过一个外置真空泵上的碳过滤器(用来除去先进入真空泵中原有的臭氧以不影响臭氧的产生)排放出去。

环境空气做为氧气源提供给臭氧发生器。环境空气经过一个碳过滤器和渗透干燥器的内管被抽到装置中。在渗透干燥器中气体是通过一个湿度显示器后被引到臭氧发生器。空气中所有的湿气都可以通过渗透干燥器的内管壁渗透出去，最后把干燥的环境空气送入臭氧发生器。所有湿气在干燥器的外管壁上，这些湿气随流经外管的气体及真空泵的气体排出。环境空气中的O₂进入O₃发生器被转化成O₃，再通过一个限流器后进入反应室中。

进入反应室的气体可以是样气、零气或标气，这要根据操作模式选择而定。内部气路系统由如下部分组成：

1.样气、零气、标气三通道电磁阀

2.永久干燥器

3.湿度指示器

4.臭氧发生器

5.零气源

6.Teflon颗粒过滤器

7.限流器

8.催化转化器(NO₂→NO)

9.流量计

10.压力传感器

气路系统有以下几种工作模式：

●“SAMPLE”(样气)模式

在“SAMPLE”(样气)工作模式下，样气通过Teflon管进入到灰尘过滤器(可以除去直径大于5微米的颗粒)中，并且通过标有“样气”字样的管接头装置进入装置中。再经电磁阀的常开口进入，并由自动切换阀来决定是否经过催化转换器。

然后气体进入不锈钢过滤器除去可能混在样气中的活性碳，这种活性碳来自于催化转换室。接着样气经过一个限流器进入光学平台(见图3)，在那里与臭氧发生反应。

●“ZERO”(零气)模式

在“ZERO”工作模式下，来自装置的标准零气源或来自外部的零气源流经电磁阀2，即零漂跨漂阀(见图15)的常开口由公共出口进入装置。若电磁阀1(见图15)动作，气流会按上面所述“SAMPLE”模式相同的气路经阀1流出。

●“SPAN”(标气)模式

在“SPAN”模式下，气体来源于外部标气源或来源于装置NO₂气体源，流经阀2的常闭口(现打开)和一个公共口。电磁阀1动作，气流同样按“SAMPLE”模式的气路经阀1流出。

二、光学系统

光学系统被设计成一个单独的组件，具有抗冲击、抗震动及不受温度梯度影响的特点。所有的光学器件的安装均以“O”型圈密封。

光学系统由两大部件组成：反应室和光电倍增管系统。

1.反应室(见图13)

化学发光法氮氧化物分析装置光学反应室的结构：

从化学发光法氮氧化物分析装置基本工作原理可以看出，光学系统是它的核心组成部分，其由反应室和光电倍增管系统两大部件组成。由于光电倍增管在国际上已经是一种标准的精密探测元件；因此，反应室的结构会直接影响对NOx测量的准确性和测量精度。

反应室位于探测器的后部。其功能是让空气样气与臭氧混合，产生化学发光反应。反应室应具有一个臭氧的进气口，一个样气的进气口和一个排气口。排放的气体应从反应室中间排放出去。上述两路进气流应从反应室的两边进到反应室。

反应室产生的光子数与样气中NO的浓度成正比。光学滤光片应插在反应室与光电倍增管的中间，可提供密闭反应室和允许光子通过而进到光电倍增管中的两种功能。

反应室的材料、几何形状、样气流量、反应室与光电倍增管的距离等因数都会影响反应效率，这些数据的获得都需要进行大量的试验，并从中加以分析选择。化学发光反应与温度也有密切关系，温度高时，发光效率高，因此反应室需要保持在45℃的恒温条件下。同时，因为反应室距光电倍增管的冷凝器很近(光电倍增管的工作温度为0～4℃)，应减少其中的冷凝现象。

反应室被设计成了一个独立的组件，它具有抗冲击、防震动及不受温度变化影响的特点。

光学反应室本体采用1Cr18Ni9Ti的不锈钢材料，具有很高的抗晶间腐蚀能力，它的内部有一个达到镜面光洁度的半球型的反应室，在本体上安装有加热装置和温度检测装置，使反应室均匀的加热，并通过检测装置保持在45℃的工作状态下；位于球面两侧的两个进气口处各安装了一根孔径很小的不锈钢(材料为：1Cr18Ni9Ti)导气管，直接将样气和O₃送到光学透镜前进行混合，产生化学发光反应；样气和O₃在通过导气管前分别流经样气限流管和O₃限流管，保证进入反应室的样气和O₃流速和气压恒定，使每次的气相反应都在同等条件下进行；半球型镜面使气体释放出的光波完全反射，减少光波的损失，保持测量的精确度；排出的气体从反应室后部中间的排气孔中排放出去。

光学反应室座体采用聚甲醛(POM)材料，它具有良好的综合性能和着色性，将普通的聚甲醛材料制成黑色聚甲醛，以减少对光的反射；聚甲醛具有很高的抗蠕变性和抗松弛能力，吸湿性小，尺寸稳定性好，耐摩擦，能够非常好地满足光学反应室对材料技术性能指标的要求。光学反应室座体和光学反应室本体之间密封是采用氟素橡胶密封垫，其抗臭氧性、抗侯性、抗热性、耐化虚学性和机械性都很突出，它的使用寿命为20年。

2.光电倍增管系统(见图9)

光电倍增管系统是探测仪单元一个完整部件。它由光电倍增管、光电倍增管前置放大板、热电致冷器和干燥管组成，所有这些都安装在密闭的箱内。光电倍增管系统的基本功能是将反应室中臭氧与一氧化氮的气相光化学反应所产生的弱光信号转化成电能，并将这些电能放大。

光电倍增管箱和热电致冷室可创造合适的温度环境以便光电倍增管正常工作。光电倍增管对光很敏感，必须在暗处才能分辨出反应室中产生的光子。本装置能够提供这种环境。

热电致冷器能创造一个恒定的温度，大约为3℃，它有双重功能。第一个功能是低温操作有利于长期的稳定性；第二个功能是减少暗电流，以提高光电倍增管的灵敏度。

暗电流是在完全黑暗条件下光电倍增管本身产生的，它由管内的缺陷产生的，通常可以分成三种类型；内部阻抗泄漏，来自管件的电子热辐射和再生效应。

光电倍增管由三个基本部件组成：阴极，打拿极和阳极组成。当受到光照时光感阴极产生自由电子。打拿极用特殊镀层处理，有利于增强二次发射。当自由电子撞击到它的表面时，它发射出比前一次更多的电子，也叫“电子放大”。电子撞击到打拿极表面的能量决定了放大率(增益)。阳极具有正电极性，具有自由电子最终收集的功能。

作为光电倍增管工作的一个例子，假如反应室中产生了一定量的光，使光子经过光学滤光片进到光电倍增管。光子撞到阴极的光敏材料上被吸收，然后产生一定数量的电子。这些电子又被相邻的打拿极吸引，因为打拿极上带有正电位。由于二次发射效应，更多数量的电子可以被发射出来，被下一个打拿极吸引，每一级打拿极的极性都比上一级的极性有所增加，因此当电子流一级级的发射出来时，电子数量就增加或放大了。

来自最后一级(第十一级)打拿极的电子被吸引到阳极上。阳极与光电倍增管的输出插孔相连。

压力校正

本装置的测量受反应室中绝对压力的影响。本装置利用内置计算机和传感器来测量及校正每次读数以适应压力参数的变化。压力由一个传感器测得，该传感器位于光学平台出口附近的接头中。

整个气路的流量控制在一定范围，整个气路的流量控制在200cc/min(额定值)范围内，臭氧流量控制在25cc/min(额定值)，且越稳定越好，稳定度小于5％，气路的流量和压力由限流器控制。

位于反应室气体出口处的压力传感器可以监测气流的压力值。真空传感器安装在一个接头中，它介于反应室和真空泵之间。它能够测量出反室中的绝对压力，用于自动压力校准，可将泵的故障或其它气路问题显示出来。

压力传感器输出连接到传感器旁的压力变送器电路板上，通过压力变送器输出4-20mA电流。通过电缆和插头将信号传送至到驱动板。压力变送器板上有两个电位器，一个是调零电位器，另一个是调标电位器。调零时必须将真空泵与压力传感器的输出相连，最好产生的真空值为1mmHg，除非绝对需要，否则该值不应更改。当传感器暴露在外面时，进行调标工作，可把压力值设置成与试验室气压计的值相同。

臭氧发生器(如图2所示)

本装置中所用的臭氧发生器属气体排放型。有三种基本部件，它们是内部电极，耐热玻璃外壳和臭氧电路板。玻璃外壳镀银导电膜作为电晕放电的电极。气体通过中空的内部电极，经过周围空隙，最后从一个窄的玻璃壳末端排出。当给内部电极加高压，这时在内外电极之间产生放电，生成臭氧。

NO₂-NO催化反应转换器

催化转换器将空气中NO₂转化成NO。通过加热控制板转化室被升温到280℃，加热控制板与一个安装在转换器内的热敏电阻连接。

NO₂-NO转化器的转化效率是分析仪测量NOx准确度和精密度的一个重要指标。NO₂-NO转化器中装有转化剂可在高温下将NO₂定量转化为NO，转化剂常使用金属、碳或两者的混合物，温度控制在200-400℃，转化率一般在96％以上。

氮氧化物是大气中主要污染物之一，而NO₂又是氮氧化物的主要成分，因而NO₂浓度测量的准确性直接反映出氮氧化物分析装置的性能。

装置中NO₂-NO转化器是将NO₂定量转化为NO的反应装置，发生如下反应：

NO₂+M→NO+MO

M为固体催化剂，多采用金属(如：钼)、纯碳或金属和碳的混合物。反应温度因选用催化剂不同而在200～900℃不等。使用金属作催化剂，因反应后生成金属氧化物而使NO₂与金属的进一步反应进行缓慢，常通过提高反应温度来改善；使用纯碳作催化剂，反应后生成CO和CO₂气体，而使C表面一直处于新鲜状态，进一步反应较易进行。但因碳处理工艺较难控制，使用该催化剂转化率常常不够稳定。

前苏联KURINNYI使用玻璃碳作催化剂，反应温度为150～600℃；ANON使用一种混合催化剂，转化效率仅为88±6％；MATTHEWS等人使用一种不锈钢作催化剂，反应温度为920℃。近年来，美国生产的氮氧化物分析仪，多采用一种超级碳材料作催化剂，反应温度在300℃上下，转化率一般在96％以上。

我们选用一种特殊工艺，活性炭在无氧介质中进行1000℃左右的炭化处理，得到初级玻璃炭制品，再经2000℃～3000℃高温处理，制备出纯度更高的玻璃炭，处理玻璃碳作载体，这种玻璃碳纯度高达99.99％，在其中各加入0.05‰的金属及金属碳化物作活性成分，可降低反应温度30～50℃，转化效率提高2％以上。

玻璃碳纯度高达99.99％，不会给催化反应带来杂质；耐酸、碱性好，化学性质稳定；比表面积大，可保证气固反应进行充分。另外，还具有硬度高、强度大、不易与熔融金属粘附等优点。金属与金属氧化物的使用能保证反应选择性好，NH₃几乎不被转化为NO，而且反应温度低，使用寿命长，性能好于其他同类产品。

反应室的温度可以进行自动控制，以反应室温度控制为例，采用了多点温度采样多点温度控制方案。在本产品中，由于光学系统和反应室并存于光学平台中，一方面光电倍增管要求安装在冷槽内用热电致冷器冷却，温度控制在4℃以下，以保证有较低的暗电流；一方面要求反应室温度达到45℃，以便NO与O₃充分反应以生成激发态NO₂。因此，本产品通过一个称为“冷却/加热板”的温度控制器来实现既对光电倍增管冷却又对反应室进行加热的功能。整个电路包括了两个闭合温度控制回路(见图11)，运用了脉宽调制温度控制原理，具有很高的温度控制精度；同时对冷却器和加热器的温度进行实时检测，以便了解光学平台的运行情况。

压力传感器组件

位于反应室气体出口处的压力传感器可以监测气流的压力值。真空传感器安装在一个接头中，它介于反应室和真空泵之间。它能够测量出反室中的绝对压力，用于自动压力校准，可将泵的故障或其它气路问题显示出来。

压力传感器输出连接到传感器旁的压力变送器电路板上，通过压力变送器输出4-20mA电流。通过电缆和插头将信号传送至到驱动板。压力变送器板上有两个电位器，一个是调零电位器，另一个是调标电位器。调零时必须将真空泵与压力传感器的输出相连，最好产生的真空值为1mmHg，除非绝对需要，否则该值不应更改。当传感器暴露在外面时，进行调标工作，可把压力值设置成与试验室气压计的值相同。

三、电子系统

电子系统由CPU板(见图5)、执行单元和驱动板组成，电子系统主要功能是为光电倍增管提供所需的计算机系统，接收计算机的控制数据，并据此控制各外设(加热器，制冷器，电磁阀等)的工作，及控制光电倍增管所需的高压，对装置内的各路信号进行调理，采集装置内各个传感器的信号(温度，压力，流量等)发送给模拟量的输出。

电子系统介绍(图4)

电子系统的功能表见图4。下面包括电路板的描述、电子组件的描述和功能控制。

主电源(见图5)

稳压电源可提供仪器工作所需各种直流电压。包括：

^*±15vdc给放大器

^*+13.5vdc给臭氧发生器及用于反应室温度调节

^*±15vdc提供稳定可调的高压给光电倍增管

^*+12vdc(不可调)用于光电倍增管温度调节电路，及为计算机系统提供电源

^*+5vdc用于数字功能

^*+24vdc用于电磁阀控制

CPU板(见图5，图6，图7，图8)

CPU板采用Philips的8位微控制器87C552构成的系统，使用专门的监控芯片为其提供保护，其中的复位电路能够使系统在上电断电时可靠复位，看门狗电路使装置在受到强烈干扰而死机的情况下复位，从而保证装置稳定可靠运行。装置具有16路16位A/D输入通道，及4路14位D/A输出通道，8路数字量输入，16路数字量输出能力。

光电倍增管信号前置放大器(见图9)

由高压电源供电的光电倍增管，根据反应室中化学发光所发出的光强按比例转变成相应的直流电信号。该信号被输入到前置放大板。前置放大输出的信号送到驱动板板上的一个放大器上，为了在信号到达计算机之前获得一个增益调节。每次，分析仪通零气自动调零，这是一种电调节用来补偿光电倍增管产生的暗电流。

驱动板(见图10，图11，图12)

驱动板的主要功能是将CPU板的信号进行电平转换并驱动相应的外设工作，同时对装置内的各传感器的电压信号进行调理然后将其传送给CPU板上的A/D。

四、计算机系统介绍

这里的计算机是一个x8632位嵌入式工控板系统，配置256M电子盘及16M RAM，使用320×240的LCD显示器及薄膜键盘，使用图形用户接口，使得仪器操作直观方便，支持多语言显示。

计算机的处理功能包括数学功能和显示功能，如计算比值、诊断功能如失败判断、控制功能。如周期性自动校准顺序控制。LCD屏显示和菜单控制方式使仪器具有“用户友好”性。

本装置内部的计算机系统主要包括：

计算机板嵌入式工控机主板，操作系统采用LINUX操作系统。

驱动板板包括装置的模拟电路：D/A(数字/模拟)转换，A/D(模拟/数字)转换，多路开关和计时器等。它的功能是将模拟信号转换成数字信号和将数字信号转成模拟信号，以便它们可以在计算机控制下完成工作。

自动远程在线控制、监测和诊断。通过装置配置的标准工业INTERNET网接口，装置可以很方便地与上位机构成主从式多机通信网络。上位机通过向装置发出控制帧实现远程控制，通过接收来自装置的数据帧和状态帧实现远程监测和诊断。采用MODBUS工业现场总线协议。

软件设计采用LINUX操作系统(见图16)，使装置的运行更加稳定可靠。

Claims (8)

1.一种用化学发光法进行氮氧化物分析的装置，由气路系统，光学系统，电子系统和计算机系统构成，其特征在于，该装置包括：

气路系统，所述气路系统由如下部分组成：样气、零气、标气三通道电磁阀，永久干燥器，湿度指示器，臭氧发生器，零气源，颗粒过滤器，限流器，催化转化器(NO₂→NO)，流量计，压力传感器；

光学系统，所述光学系统由反应室和光电倍增管系统组成；

电子系统，所述电子系统由主电源，CPU板、执行单元，光电倍增信号前置放大部分，流量传感器部分和驱动板组成；

计算机系统，所述计算机系统由计算机板嵌入式工控机主板，系统的模拟电路：D/A(数字/模拟)转换，A/D(模拟/数字)转换，多路开关和计时器等组成。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气路系统的渗透过滤器内设有高分子渗透膜。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气路系统的压力传感器输出连接到传感器旁的压力变送器电路板上，通过压力变送器输出4-20mA电流。通过电缆和插头将信号传送至到驱动板。压力变送器板上有两个电位器，一个是调零电位器，另一个是调标电位器。调零时必须将真空泵与压力传感器的输出相连，最好产生的真空值为1mmHg，除非绝对需要，否则该值不应更改，当传感器暴露在外面时，进行调标工作，可把压力值设置成与试验室气压计的值相同。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气路系统的管路采用Teflon，kynar或不锈钢材料，Teflon管还用于标气及零气与系统的连接，外部环境空气进入装置端装置一个尘过滤器净化，检测后空气的排除端装置一个碳过滤器.

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气路系统中的臭氧发生器，环境空气进入端安装一个碳过滤器和渗透干燥器的内管。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学系统的光学反应室的内部有一个达到镜面光洁度的半球型的反应室，在本体上安装有加热装置和温度检测装置；位于球面两侧的两个进气口处各安装了一根孔径很小的不锈钢导气管，直接将样气和O₃送到光学透镜前进行混合，产生化学发光反应；样气和O₃在通过导气管前分别流经样气限流管和O₃限流管；排出的气体从反应室后部中间的排气孔中排放出去。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学系统的光学反应室，设有冷却/加热板的温度控制器。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学系统的光学平台采用双制冷片提供制冷温度。

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