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臭氧检测的原理

发布时间:2011.07.03 新闻来源:翁开尔 浏览次数:

臭氧检测的原理

 

  1.检测原理

    科学家们发现臭氧层能吸收紫外线辐射,研究表明,臭氧只有253.7海里波长紫外光吸收系数有最大,该波长紫外光臭氧产生蓝色波特腐烂,比尔的法律原则是:美国和其他国家标准分析方法:臭氧臭氧检测仪是使用紫外吸收法的原理、使用稳定的紫外线灯源产生的紫外线光波长滤除紫外线波长,其他仅允许通过253.7的样品nm.After光电传感器、臭氧吸收池后,在到达抽样的光电传感器。通过一个样本的光电传感器和光电传感器信号的采样,通过比较计算的数学模型,就可以到臭氧浓度的大小。

    
  2.电路原理的实现


    
    基本电路由电源部分、紫外灯控制、紫外光线样品检测、紫外光线采样检测、对数放大器Log100、模拟输出及显示部分等组成。
   
    电路核心部分就是用对数放大器Log100来实现臭氧浓度数学模型,基本接线如图1所示。Log100是集成电路的14引脚,可以对两个电流或电压之比进行对数运算。该放大器输出电流动态范围宽,可以在1nA} 1mA之间变化。输出误差范围不超过0.1%。输出公式:
    电源部分主要是产生紫外灯需要的高压电源,同时产生电路板上需要的+15V直流电紫外灯灯控部分控制紫外灯电流在允许范围之内,如果不能自动调节,面板上将有一个红灯变亮,提示更换新的紫外灯。标准紫外光检测和采样紫外光检测部分也是较关键部分,光电传感器把紫外线的光信号转换为电压信号,然后经两次运算放大器进行信号整理放大,送给Log100进行计算处理后,显示输出。模拟输出0~20mA与臭氧浓度大小成线性关系。
   
    紫外吸光光度法
   
    光谱分析法是指在光的作用下,通过测量物质产生的发射光、吸收光或散射光的波长和强度来进行分析的方法。在光谱分析中,依据物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法称为吸光光度法。
   
    该法利用臭氧对254nm波长的紫外线特征吸收的特性,依据朗伯一比尔定律测量紫外线通过臭氧的光强变化来检测臭氧浓度。该法不但适用于检测气体中臭氧浓度,也可以检测水中溶存的臭氧浓度,已被我国作为环境空气中测定臭氧的标准方法。
   
    首先将需要检测臭氧浓度的气体以恒定的流速导入检测气室,由于臭氧对254nm波长的紫外光有特征吸收,紫外光束穿过通有臭氧的臭氧检测管路后光强产生了衰减,符合朗伯-比尔定律:
    式中,Pο为入射光束的强度;P为光束穿过通有臭氧的检测管后的强度;L为通过臭氧的光程长度,即检测气室长度;c为臭氧质量浓度;k为臭氧对紫外光的吸收系数。由此即可求出气体浓度。
   
    其中,吸光系数k是表示一种气体对确定波长的光的吸收特征常数。臭氧对254nm光的吸光系数。k值在标准状况下(0℃,101.3kPa)为3.04±0.04  (以e为底)或1.32±0.02  (以10为底)。由于它随温度变化而改变,在其他状态下可用气体状态方程式进行换算.

 

  3.臭氧浓度数学计算模型

    臭氧浓度数学模型是根据Lambert and Bee:定律推出的。
    在公式(1)中,只要知道样品电流、采样电流和臭氧吸收池距离,即可计算出臭氧浓度大小。由于臭氧吸收池距离的限制,最大臭氧浓度只能测到。

 

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