CN2507013Y - 臭氧浓度自动控制检测器 - Google Patents

Abstract

一种臭氧浓度自动控制检测器由数值显示面板、输出控制接口、臭氧超浓度报警器、臭氧传感器和由传感加热器恒温有源伺服电源、感应信号放大电路、保护电路、臭氧控制电路构成的臭氧检测和放大电路组成。本臭氧浓度自动控制检测器的臭氧控制范围为0—2ppm,臭氧显示范围为0—1.999ppm,灵敏度为0.02ppm,适应环境温度为－10—60℃,使用寿命大于20,000小时。

Description

臭氧浓度自动控制检测器

本实用新型涉及的是臭氧检测器，尤其是一种臭氧浓度自动控制检测器。

臭氧是一种强氧化剂，广泛应用于水处理、有机合成、消毒等方面。空气中的臭氧能够十分有效地杀灭细菌、分解对人体有害的各种化合物，具有十分良好的空气净化作用，在空气污染日趋严重、环保问题越来越受到人们重视的今天，大量应用臭氧净化空气的产品应运而生，越来越多地进入了我们的日常生活。然而，高浓度的臭氧对人体是有害的，过高浓度的臭氧甚至会腐蚀室内的物品；但如果臭氧浓度过低，又不能发挥净化空气的作用。根据美国F.D.A(国家食品及药品管理局)的资料《臭氧浓度与环境关系》显示，空气中臭氧浓度在0.025～0.05ppm范围内为最佳，0.2ppm是正常人不致受到危害的上限。因此，控制好臭氧发生的浓度便成为一个至关重要的问题。现今市面上的产品大多不能有效解决这个问题。在工业、医院等专业场合使用高浓度臭氧进行消毒时也需对臭氧浓度进行监测，以保证消毒结束后工作人员的安全。但目前臭氧检测设备尚无国内产品，完全依赖进口，价格高达数万元至数十万元。

本实用新型的目的是针对上述情况，提供一种功能齐备、价格低廉、可靠性高、小体积低功耗的臭氧浓度自动控制检测器。

本实用新型的臭氧浓度自动控制检测器，包括：数值显示面板、输出控制接口、臭氧超浓度报警器、以及臭氧传感器，其特征在于：臭氧传感器接置在一由传感加热器恒温有源伺服电源、感应信号放大电路、保护电路和臭氧控制电路构成的臭氧检测放大电路上。

本实用新型的臭氧浓度自动控制检测器，设计科学、结构合理，其臭氧控制范围为0-2ppm，臭氧显示范围为0-1.999ppm，灵敏度为0.02ppm，适应环境温度为-10-60℃，使用寿命大于20,000小时。本臭氧浓度自动控制检测器可根据需要设置输出控制接口，控制一台或多台臭氧发生装置。可广泛应用于生产、生活中使用臭氧设备进行空气净化、消毒的场合，它既能进行臭氧浓度浓度的实时检测，又能在有效范围内对臭氧的产生进行控制，大大提高了各类臭氧产生设备的有效性和安全性，弥补了设备的不足，填补了目前国内在臭氧检测方面的空缺。经实践证明，本产品在不同环境下稳定性良好，使用方便，价格仅为国外同类产品的1/5，十分适合在国内民用臭氧使用领域内广泛推广应用。

本实用新型的臭氧浓度自动控制检测器的具体结构由以下附图和

实施例详细给出。

图1是臭氧浓度自动控制检测器的结构组成框图；

图2是图1所示臭氧浓度自动控制检测器的臭氧检测和放大电原理图。

实施例：从图1可清楚的看到臭氧浓度自动控制检测器由臭氧检测和放大电路1、数值显示面板2和输出控制接口4、臭氧超浓度报警器5组成。所述的臭氧检测和放大电路1由传感加热器恒温有源伺服电源6、感应信号放大电路7、保护电路8、臭氧控制电路9和臭氧传感器3构成。

以下参照图2对臭氧浓度自动控制检测器的臭氧检测和放大电路1组成作详细说明：传感加热器恒温有源伺服电源6由运算放大器IC1B与PNP功率晶体管Q1、PNP晶体管Q2、电阻R1-R6、R16、可调电阻VR1、电容C1组成。臭氧传感器3内的加热器电阻Rh与电阻R4、R6、R16、VR1构成一个惠斯通电桥，由运算放大器IC1B检测电桥平衡，输出调节电流经PNP功率晶体管Q1、PNP晶体管Q2构成的达林顿管放大反馈到电桥，改变电桥上臭氧传感器3内的加热器电阻Rh的电压，引起臭氧传感器3内的加热器电阻Rh功率的变化，从而使臭氧传感器3内的加热器电阻Rh温度改变，即传感器温度改变。由于臭氧传感器3内的加热器电阻Rh具有正温度效应，当温度变化时加热器电阻Rh也发生变化，加热器电阻Rh值与温度呈严格的对应关系，所以当电桥平衡时，加热器电阻Rh成为一个固定值，对应传感器温度也是一个固定值。调节可调电阻VR1，加热器电阻Rh随之发生变化，直至达到臭氧传感器3的设定值，即温度的设定值。

感应器信号放大电路7由运算放大器IC1A与电阻R14、R15、R17、可调电阻VR4、VR3组成，+6V电压通过电阻R14为臭氧传感器3内的电阻Rg提供恒定电流Ig＝6.0/R14(R14＞＞Rg)，当臭氧传感器3检测臭氧时，臭氧传感器3内的电阻Rg发生变化，臭氧传感器信号OS1电压Vg＝Rg·Ig。运算放大器IC1A与可调电阻VR3、VR4、电阻R15组成直流线性放大器，放大信号电压。放大的电压一路送到数值显示面板2，一路经R17隔离送到后级臭氧控制电路。

臭氧控制电路9由运算放大器IC2A与电阻R10、R11、R13、RW1、电解电容C3、二极管D2组成。运算放大器IC2A作比较器，将放大后的臭氧传感器3信号电压与基准电压比较，当信号电压低于基准电压时，运算放大器IC2A输出低电平作为控制臭氧发生器停机信号。RW1、电阻R11、R10产生基准电压，基准电压由RW1调节，从而改变本机浓度控制范围。二极管D2、电阻R13作比较器滞后，避免在浓度控制临界点控制电路繁频动作。

保护电路8由运算放大器IC2B与电阻R7-R9、R12、可调电阻VR2、电容C2、C4、二极管D1组成。运算放大器IC2B与外围元件构成比较器，将臭氧传感加热器OS1上的电压与基准电压相比较。臭氧传感器3上设有一个小风扇A，吸收空气吹过传感器感应膜表面，使传感器能有效地检测环境空气的臭氧。因为臭氧传感器3由风扇A输送空气进行检测，风对臭氧传感器3有散热作用，为了保证臭氧传感器3温度恒定，加热有源伺服电路会自动为传感加热器提供比较高的电压，使加热器功率加高，以补偿散失的热量。当臭氧传感器3通孔堵住或风扇A停转时，散热作用消失，加热器需要功率降低，加在加热电阻Rh上的电压就会减小。运算放大器IC2B通过电阻R8检测到减小的电压，会送出高电平，经隔离二极管D1送到臭氧控制电路，使臭氧控制电路产生臭氧发生器停机信号，同时点亮保护报警指示器。

本机采用的臭氧传感器3是一种薄膜型半导体氧化物气敏元件，这种传感器同过去较多使用的电化学传感器相比，具有成本低(售价不到电化学传感器的1/4)、反应速度快、寿命长、功耗低、稳定性好等显著特点。其构造是以陶瓷为基片，一面镀上测量电极和氧化物半导体薄膜(感应膜)，一面印有薄膜加热电阻。氧化物半导体表面在500℃高温下接触臭氧其电阻会发生变化，臭氧浓度与电阻值呈定量关系，可用于臭氧气体浓度的检测。薄膜电阻通电产生热量，加热陶瓷基片。为了更好地感应空气中的臭氧，同时减少空气中其他气体分子的干扰，臭氧传感器感应膜表面的加热温度必须是一个精确的恒定值。

Claims (9)

1、一种臭氧浓度自动控制检测器，包括：数值显示面板(2)、输出控制接口(4)、臭氧超浓度报警器(5)和臭氧传感器(3)，其特征在于：臭氧传感器(3)接置在一由传感加热器恒温有源伺服电源(6)、感应信号放大电路(7)、保护电路(8)和臭氧控制电路(9)构成的臭氧检测和放大电路(1)上。

2、根据权利要求1所述的臭氧浓度自动控制检测器，其特征在于：传感加热器恒温有源伺服电源(6)由运算放大器IC1B与PNP功率晶体管Q1、PNP晶体管Q2、电阻R1-R6、R16、可调电阻VR1、电容C1组成。

3、根据权利要求1或2所述的臭氧浓度自动控制检测器，其特征在于：感应器信号放大电路(7)由运算放大器IC1A与电阻R14、R15、R17、可调电阻VR4、VR3组成。

4、根据权利要求1或2所述的臭氧浓度自动控制检测器，其特征在于：臭氧控制电路(9)由运算放大器IC2A与电阻R10、R11、R13、RW1、电解电容C3、二极管D2组成。

5、根据权利要求1或2所述的臭氧浓度自动控制检测器，其特征在于：保护电路(8)由运算放大器IC2B与电阻R7-R9、R12、可调电阻VR2、电容C2、C4、二极管D1组成。

6、根据权利要求3所述的臭氧浓度自动控制检测器，其特征在于：臭氧控制电路(9)由运算放大器IC2A与电阻R10、R11、R13、RW1、电解电容C3、二极管D2组成。

7、根据权利要求3所述的臭氧浓度自动控制检测器，其特征在于：保护电路(8)由运算放大器IC2B与电阻R7-R9、R12、可调电阻VR2、电容C2、C4、二极管D1组成。

8、根据权利要求4所述的臭氧浓度自动控制检测器，其特征在于：臭氧控制电路(9)由运算放大器IC2A与电阻R10、R11、R13、RW1、电解电容C3、二极管D2组成。

9、根据权利要求4所述的臭氧浓度自动控制检测器，其特征在于：保护电路(8)由运算放大器IC2B与电阻R7-R9、R12、可调电阻VR2、电容C2、C4、二极管D1组成。

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