CN208313817U - 高精度臭氧浓度检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度臭氧浓度检测系统，包括过滤装置、检测装置、流量控制装置、真空泵；所述过滤装置通过样品空气出气管道与零空气出气管道连通所述检测装置；所述检测装置通过管道连通所述流量控制装置；所述检测装置通过管道连通所述真空泵。本实用新型通过利用真空泵先除去臭氧隧道中的空气，再进行零空气检测；同时利用真空泵除去臭氧隧道中残留零空气，再进行样品空气检测，有效减少检测过程中的其它气体的影响，提高了检测精度。

Description

高精度臭氧浓度检测系统

技术领域

本实用新型涉及测量设备技术领域，具体地说涉及一种采用紫外光光度法测量的高精度臭氧浓度检测系统。

背景技术

臭氧是一种强氧化剂，具有强烈的刺激性，当存在臭氧污染时，人们首先会出现眼睛痒、流泪等眼刺激症状。此外，臭氧可以通过呼吸道进入人体，引起或加重呼吸系统疾病。在臭氧浓度达到一定浓度时，就会出现鼻黏膜和咽喉黏膜的刺激症状，随着浓度的上升，还会出现嗓子痛、咳嗽、头痛、胸闷等一系列症状。在较高的臭氧浓度下，肺功能会受到明显的影响，甚至会导致肺气肿、意识障碍和死亡。臭氧还能破坏人体免疫功能，加速人体的衰老，破坏人体皮肤的维生素E，使皮肤出现皱褶和黑斑，还可能导致出生缺陷。一旦某一区域有大量臭氧泄露，准确获得该区域内臭氧含量浓度，这对救援指挥人员、被救人员至关重要。

目前，对于臭氧浓度的检测方法有很多，其中，靛蓝二磺酸钠分光光度法、紫外光光度法和化学发光荧光法，为1996年我国《环境空气质量标准》中推荐的三种臭氧分析测定方法，而紫外光光度法是世界上应用最广泛、技术最成熟的方法；研究表明臭氧仅对波长253.7nm的紫外线具有最大吸收系数，光被吸收的量正比于光程中产生光吸收的分子数目，符合朗伯—比尔定律。紫外光光度法利用检测零空气通过臭氧隧道的光强度与样品空气通过臭氧隧道的光强度，运用两者的比值计算臭氧浓度。这里所述的零空气指不含臭氧、氮氧化物、碳氢化合物及任何产生紫外线吸收的其他物质。在实际检测过程中存在两方面的问题：1. 在检测紫外光通过零空气的光强度时，不能够排除臭氧隧道内已有空气的影响；2.在检测紫外光通过样品空光强度时时，不能排除检测零空气时残留在臭氧隧道内的零空气的影响。这两个方面造成检测的结果不准确或检测精度不高。

实用新型内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种采用紫外光光度法来实现的高精度臭氧浓度检测系统。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种高精度臭氧浓度检测系统，包括过滤装置（100）、检测装置（200）、流量控制装置(3)、真空泵（4）；所述过滤装置100通过样品空气出气管道120与零空气出气管道121连通所述检测装置200；所述检测装置200通过管道205连通所述流量控制装置3，所述检测装置200通过管道连通所述真空泵4。

优选地，所述过滤装置100中依次设置气体反应管101、硅胶过滤管102、过滤棉过滤管109、普拉菲过滤管104、活性炭过滤管107；所述气体反应管101、硅胶过滤管102、过滤棉过滤管109、普拉菲过滤管104、活性炭过滤管107通过管道顺次连通。

优选地，所述气体反应管101中设有常温催化剂或高温催化剂。

优选地，所述过滤棉过滤管109中设有过滤棉，所述过滤棉为初效过滤棉、中效过滤棉、高效过滤棉中的一种或其组合。

优选地，所述普拉菲过滤管104中设有用于过滤空气中的氮化物及二氧化硫的普拉菲料。

优选地，所述活性炭过滤管107中设有活性炭。

优选地，所述普拉菲过滤管104与管道105的一端相连通，所述管道105的另一端分成流入活性炭过滤管107的管道与样品空气出气管道120；所述样品空气出气管道120上设置样品空气出气阀106，所述零空气出气管道121上设置零空气出气阀108。

优选地，所述检测装置200内设置紫外灯203、臭氧隧道202、光电转换器201、信号电路204；所述紫外灯203与臭氧隧道202密封相连；所述光电转换器201与臭氧隧道202密封相连；所述光电转换器201与信号电路204电性连接。

优选地，所述流量控制装置3中设置抽气泵31、控制器32、流量计33。

优选地，所述真空泵4可为机械真空泵、分子真空泵、离子真空泵中的一种或其组合。

本实用新型通过利用真空泵除去臭氧隧道中的空气，再进行零空气检测；同时利用真空泵除去臭氧隧道中残留零空气，再进行样品空气检测，有效减少了检测过程中的其它气体的影响，提高了检测的精度。

附图说明

图1为高精度臭氧浓度检测系统结构示意图；

图2为过滤装置结构示意图；

图3为检测装置结构示意图；

图4为流量控制装置结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

众所周知，光被吸收的量正比于光程中产生光吸收的分子数目；臭氧对253.7nm波长的紫外光有特征吸收。紫外光光度法利用检测零空气通过臭氧隧道的光强度与样品空气通过臭氧隧道的光强度，运用两者的比值计算臭氧浓度。在检测紫外光通过零空气的光强度时，不能够排除臭氧隧道内已有空气的影响；在检测紫外光通过样品空光强度时时，不能够排除检测零空气时残留在臭氧隧道内的零空气的影响。本实用新型通过利用真空泵先除去臭氧隧道中的空气再进行零空气浓度检测；利用真空泵除去臭氧隧道中残留零空气后再进行样品空气检测，减少检测过程中的其它气体的影响，以提高检测精度。

为此，本实用新型公开了一种高精度臭氧浓度检测系统，如图1所示，包括过滤装置100,用于过滤空气中的杂质；检测装置200，用于检测臭氧吸收强度；流量控制装置3，用于控制系统中气体的流量；真空泵4，用于排除臭氧隧道202内残留气体，所述过滤装置100通过样品空气出气管道120与零空气出气管道121连通所述检测装置200；所述检测装置200通过管道205连通所述流量控制装置3，所述检测装置200通过管道连通所述真空泵4。

如图2所示，所述过滤装置100中依次设置气体反应管101、硅胶过滤管102、过滤棉过滤管109、普拉菲过滤管104、活性炭过滤管107；所述气体反应管101，用于将空气中的碳氢化合物及一氧化碳转化反应成水及二氧化碳；所述硅胶过滤管102，用于过滤空气中的水与气体反应管101中反应过程中产生的水；所述过滤棉过滤管109，用于过滤空气中的颗粒物；所述普拉菲过滤管104，用于过滤空气中的氮化物及二氧化硫；所述活性炭过滤管107，用于吸附空气中的臭氧。

在加热条件下，碳氢化合物与空气中的氧气反应生成二氧化碳和水、一氧化碳与空气中的氧气反应生成二氧化碳；所述气体反应管101中设有常温催化剂或高温催化剂，以提高碳氢化合物、一氧化碳的转化效率。

所述过滤棉过滤管109中设有过滤棉，初效过滤棉主要过滤大于5μm的尘埃粒子，一般作为高灰尘下的预过滤；中效过滤棉主要过滤大于1μm的尘埃粒子；高效过滤棉主要过滤小于1μm的尘埃粒子；针对检测区域的实际气体状况，所述过滤棉可为初效过滤棉、中效过滤棉、高效过滤棉中的一种或其组合。

所述普拉菲过滤管104中设有用于过滤空气中的氮化物及二氧化硫的普拉菲料，以降低空气中的氮化物及二氧化硫对检测的干扰。

活性炭对臭氧具有很好的吸附作用，因此在所述活性炭过滤管107中设有活性炭，用于吸附流经活性炭过滤管107中气体中的臭氧，使通过活性炭过滤管107后的气体中不含有臭氧。

本实用新型所述的气体反应管101通过管道1031连通所述硅胶过滤管102；所述硅胶过滤管102通过管道1032连通所述过滤棉过滤管109；所述过滤棉过滤管109通过管道1033连通所述普拉菲过滤管104；所述普拉菲过滤管104与管道105的一端相连通，所述管道105的另一端分成流入活性炭过滤管107的管道与样品空气出气管道120；所述样品空气出气管道120上设置样品空气出气阀106；流入活性炭过滤管107的管道与所述活性炭过滤管107的一端连通；所述活性炭过滤管107的另一端与所述零空气出气管道121连通，所述零空气出气管道121上设置零空气出气阀108。

如图3所示，所述检测装置200内设置紫外灯203、臭氧隧道202、光电转换器201、信号电路204；所述紫外灯203与臭氧隧道202密封相连；所述光电转换器201与臭氧隧道202密封相连；所述光电转换器201与信号电路204电性连接；所述紫外灯203带有253.7nm的偏振镜片，用于保证紫外光线的波段和纯净度；所述臭氧隧道202内壁是一个抗氧化的圆柱形腔体，用于流通、存储臭氧；所述光电转换器201带有253.7nm的偏振镜片，用于屏蔽要求波段外其它波段光线的干扰；所述信号电路204将所述光电转换器201的微弱信号转换成10-30mA的模拟量信号输出。

不同流速的气体，气体的密度一般不相同，本实用新型在检测过程中，由零空气出气阀108进入臭氧隧道202内的零空气的密度需要与由样品空气出气阀106进入臭氧隧道202内的样品空气密度相同，以减小对检测结果的影响，如图4所示，所述流量控制装置3中设置抽气泵31，用以提供气体在过滤装置100、与检测装置200流动的动力；控制器32，用以控制气体流量；以及流量计33；检测时可根据流量计33示数、调整控制器32，以使零空气与检测样品空气分别以恒定的速度通过臭氧隧道202。

所述真空泵4可为机械真空泵、分子真空泵、离子真空泵中的一种或其组合；一方面，在检测紫外光通过零空气的光强度时，先利用真空泵除去臭氧隧道202中的空气，再进行零空气检测，可减小臭氧隧道202内已有空气的对检测结果的影响；另一方面， 在检测紫外光通过样品空光强度时，先利用真空泵除去臭氧隧道中残留零空气，再进行样品空气检测，可减小检测零空气时残留在臭氧隧道内的零空气的对检测结果影响；根据检测要求，可选择不同真空度的真空泵。

本实用新型公开的高精度臭氧浓度检测系统的工作原理如下：关闭控制器32、样品空气出气阀106与零空气出气阀108并开启达真空泵4；当达到真空要求时，关闭真空泵4并打开零空气出气阀108、控制器32，抽气泵31、紫外灯203、光电转换器201、信号电路204；在抽气泵31作用下，空气依次通过气体反应管101、硅胶过滤管102、过滤棉过滤管109、普拉菲过滤管104、活性炭过滤管107；除去空气中的碳氢化合物、水蒸气、颗粒物、二氧化氮与二氧化硫与臭氧，经零空气出气管道121流出，流入检测装置200的臭氧隧道202内；紫外灯203发出的紫外光穿过臭氧隧道202；光电转换器201把接受到的光信号转换成微弱电信号；信号电路204将该信号转换成10-30mA的模拟量信号输出，记录该信号值；关闭控制器32与零空气出气阀108并开启真空泵4；当达到真空度要求时，关闭真空泵4并打开样品空气出气阀106与控制器32；在抽气泵31作用下，空气依次通过气体反应管101、硅胶过滤管102、过滤棉过滤管109、普拉菲过滤管104，除去空气中的碳氢化合物、水蒸气、颗粒物、二氧化氮与二氧化硫，经样品空气出气管道120 流出，流入检测装置200的臭氧隧道202内；紫外灯203发出的紫外光穿过臭氧隧道202；光电转换器201把接受到的光信号转换成微弱电信号；信号电路204将该信号转换成10-30mA的模拟量信号输出，记录该信号值；根据朗伯—比尔定律，对上述记录的两个信号值进行比对计算即可得出臭氧浓度。

综上所述，本实用新型通过利用真空泵先除去臭氧隧道中的空气，再进行零空气检测；同时利用真空泵除去臭氧隧道中残留零空气，再进行样品空气检测，有效减少了检测过程中的其它气体的影响，提高了检测的精度。

本实用新型说明书中未作特别说明的均为现有技术或者通过现有的技术能够实现，应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种高精度臭氧浓度检测系统，包括过滤装置（100）、检测装置（200）、流量控制装置(3)、真空泵（4）；所述过滤装置（100）通过样品空气出气管道（120）与零空气出气管道（121）连通所述检测装置（200）；所述检测装置（200）通过管道连通所述流量控制装置(3)，所述检测装置（200）通过管道连通所述真空泵（4）。

2.如权利要求1所述的高精度臭氧浓度检测系统，其特征在于：所述过滤装置（100）中依次设置气体反应管（101）、硅胶过滤管（102）、过滤棉过滤管（109）、普拉菲过滤管（104）、活性炭过滤管（107）；所述气体反应管（101）、硅胶过滤管（102）、过滤棉过滤管（109）、普拉菲过滤管（104）、活性炭过滤管（107）通过管道顺次连通。

3.如权利要求2所述的高精度臭氧浓度检测系统，其特征在于：所述气体反应管（101）中设有常温催化剂或高温催化剂。

4.如权利要求2所述的高精度臭氧浓度检测系统，其特征在于：所述过滤棉过滤管（109）中设有过滤棉，所述过滤棉为初效过滤棉、中效过滤棉、高效过滤棉中的一种或其组合。

5.如权利要求2所述的高精度臭氧浓度检测系统，其特征在于：所述普拉菲过滤管（104）中设有用于过滤空气中的氮化物及二氧化硫的普拉菲料。

6.如权利要求2所述的高精度臭氧浓度检测系统，其特征在于：所述活性炭过滤管（107）中设有活性炭。

7.如权利要求2所述的高精度臭氧浓度检测系统，其特征在于：所述普拉菲过滤管(104)与管道的一端相连通，所述管道的另一端分成流入活性炭过滤管（107）的管道与样品空气出气管道（120）；所述样品空气出气管道（120）上设置样品空气出气阀（106），所述零空气出气管道（121）上设置零空气出气阀（108）。

8.如权利要求1所述的高精度臭氧浓度检测系统，其特征在于：所述检测装置（200）内设置紫外灯（203）、臭氧隧道（202）、光电转换器（201）、信号电路（204）；所述紫外灯（203）与臭氧隧道（202）密封相连；所述光电转换器（201）与臭氧隧道（202）密封相连；所述光电转换器（201）与信号电路（204）电性连接。

9.如权利要求1所述的高精度臭氧浓度检测系统，其特征在于：所述流量控制装置(3)中设置抽气泵(31)、控制器（32）、流量计（33）。

10.如权利要求1所述的高精度臭氧浓度检测系统，其特征在于：所述真空泵（4）可为机械真空泵、分子真空泵、离子真空泵中的一种或其组合。