CN203606271U - 一种小型臭氧自动监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种小型臭氧自动监测装置，它包括装设于机箱内的臭氧涤除器、反应检测器、温控器、采样泵、电源、采集传输装置，臭氧涤除器入口与过滤器出口相接，臭氧涤除器出口经电磁阀后接传感检测器入口，传感检测器出口依次通经限流器和压力流量传感器后接采样泵入口，采样泵出口经管路后接机箱外出口，温控器、反应检测器、压力传感器、流量传感器分别与采集传输装置电连接。由于LED和PD体型小，信噪比高，可将光程缩短，反应检测器体积可小型化，整个部件体积不足现有设备的1/3，可悬挂在室外场地，无需安装在空调房内，可实现O3的在线、实时、自动、原位监测，能准确测量O3含量，测量灵敏度达10-10级，能节省安装、运行成本，降低维护费用。
Description
技术领域
本实用新型涉及空气中臭氧浓度监测装置，属于大气监测设备技术领域。
背景技术
臭氧本身是一种对人体有害的气体，较高浓度的臭氧对人体健康产生危害，高浓度臭氧刺激眼、鼻、喉咙的黏膜，对支气管及肺等呼吸***造成影响，特别是会损伤儿童的肺功能，引发胸疼、恶心、疲乏等症状。在严重情况下，还会造成死亡事件。因此人类能够接触到的臭氧，被称为“有害”的臭氧。
除对人类健康构成影响外，近地层高浓度臭氧又可造成一系列环境影响，如使橡胶制品老化、建筑物受腐蚀而损坏等。研究还证明，臭氧是毒害植物的罪魁祸首，美国植物因光化学烟雾污染每年减产12%至13%。对流层臭氧同时也是一种温室气体，其直接气候效应导致北极地区温升年均达0.3℃。地面臭氧浓度升高将对人类社会可持续发展产生巨大威胁。因此，研究臭氧具有非常重要的现实意义。
目前市面上的O3自动监测仪主要来自美国THERMO-FISHER、美国API、澳大利亚ECOTECH、法国ESA、河北先河环保科技股份有限公司、武汉天虹、中晟泰科等厂家的仪器。仪器原理主要是紫外光度法，即利用O3 分子吸收254nm紫外光前后而产生不同强弱电响应的原理进行空气中O3浓度的监测。它采用发射波长为254nm的紫外灯照射一中空玻璃管，通过电磁阀切换，玻璃管内交替充满样气和被涤除O3的参比气。涤除O3的参比气与样气的光强比值为I/I0，通过此比值，利用朗伯--比尔公式即可计算出O3的浓度。此类分析仪的光源大部分采用的是汞灯，汞灯在启动放电时需1kV电压，在汞灯用一段时间后会造成功率衰退，从而影响汞灯的使用寿命。而且大部分厂家的仪器体型较大，运行条件苛刻，必须安装在有温度控制的监测站房中，通过采样管对外界空气进行采样测量；同时站房对周围环境也有较严格的要求，在高楼密集、寸土寸金的城市选点往往存在困难，要想实现多点组网难度更大。另一方面，这些专业仪器往往需要专业人员的日常维护，尤其在人迹罕至的地区设置监测站房，显然存在极大的难度。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可直接置于室外的小型臭氧自动监测装置，以实现空气中O3的在线、实时、自动、原位监测，并以克服现有技术存在的弊端。
为实现本实用新型目的，这种小型臭氧自动监测装置包括装设于机箱内的臭氧涤除器、反应检测器、温控器、压力传感器、流量传感器、采样泵、电源、无线远程数据采集传输装置，臭氧涤除器入口与装设于机箱上的过滤器出口相接，臭氧涤除器出口经电磁阀后接传感检测器入口，反应检测器出口依次通经限流器、压力传感器和流量传感器后接采样泵入口，采样泵出口经管路后接机箱外出口，温控器、压力传感器、流量传感器分别与无线远程数据采集传输装置电连接。
所述反应检测器包括装设于支架上的石英玻璃管，石英玻璃管的两端分别与支架上的进气口和排气口相接，对应石英玻璃管管口端的支架上装设有LED灯，石英玻璃管另一管口端的支架上还设置有PD检测器，LED灯与石英玻璃管管口间和PD检测器与石英玻璃管另一管口间分别装设有玻璃片。
本实用新型取得的技术进步：
本实用新型采用254nm的LED光源和PD光电二极管检测器，由于LED光源本身具有较强的光束准直性，采用PD反馈控制，能够保持光强的稳定性，因而能延长本实用新型使用寿命，另外还可增强信噪比，UV-PD增益调整使用数字电位器辅助或者DA直接控制，方便调试和维护，不但能准确测量空气中O3的含量，可使测量灵敏度达到10-10级，且由于LED和PD本身体型小，信噪比高，可将光程缩短，因此反应检测器体积可做到小型化，使整个部件的体积不足现有设备的三分之一，因而可将小型化的本发明悬挂在墙上或电线杆上等任意室外场地，无需安装在有温控的空调房内，宽松宽容的运行条件就可实现空气中O3的在线、实时、自动、原位监测，与现有O3自动监测仪比较，能节省安装、运行成本30%。
附图说明
图1是本实用新型整体结构示意图。
图2是本实用新型传感检测器结构示意图。
图1、图2中标号如下：
1．微型采样过滤器；2．反应检测器；3．温控器；4．机箱；5．限流器；6．采样泵；7．流量传感；8．压力传感器；9．电磁阀；10．电源；11．排气口；12．采样口；13．嵌入式数据采集处理及无线远程传输***；14．臭氧涤除器；15．LED灯；16．LED灯座；17．玻璃片；18．PD检测器；19．PD检测器座；20．支架；21．进气口；22．石英玻璃管；23．安装外壳；24．排气口。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型这种小型臭氧自动监测装置包括装设于机箱内的臭氧涤除器14、反应检测器2、温控器3、压力传感器8、流量传感器7、采样泵6，小型电源10、嵌入式无线远程数据采集传输装置13，臭氧涤除器14入口与装设于机箱4上的微型采样过滤器1出口相接，该微型采样过滤器1由特质采样管及内衬5μm滤膜的粒子过滤器组成，以过滤样气中的颗粒物，微型过滤器1的采样口设有防护罩，以防止雨水、昆虫、飞鸟等进入管路。臭氧涤除器14的出口经电磁阀9后接反应检测器2的入口，电磁阀9设置有切换气路出口，切换气路使样气进入臭氧涤除器14还是绕经臭氧涤除器14侧端出口直接进入反应检测器2，臭氧涤除器14内添加的化学试剂与样气中的臭氧气体反应，从而涤除样气中的臭氧，进入反应检测器2作为参比信号。反应检测器2的出口依次通经限流器5、压力传感器8和流量传感器7后接采样泵6入口，采样泵6的出口经管路后接机箱4外的排气口11，温控器3、压力传感器8、流量传感器7分别与无线远程数据采集传输装置13电连接，温控器3实现对整个反应检测器2的温控，采用智能加热器或制冷***，以控制光室、反应检测器2、光源等部件的温度在正常的工作范围内，压力传感器8和流量传感器7分别用于测量限流器5与采样泵6之间的压力和样气流量，压力传感器用于再结合样气压力调整出限流孔的样气流量，反应检测器2包括装设于支架20上的石英玻璃管22，石英玻璃管22的两端分别与支架20上的进气口21和排气口24相接，对应石英玻璃管22管口端的支架20上装设有LED光源15，LED光源15采用254nm的紫外光源，石英玻璃管22另一管口端的支架20上还设置有PD检测器18，LED光源15与石英玻璃管22管口间和PD检测器18与石英玻璃管22另一管口间分别装设有玻璃片17。
本实用新型工作流程为：在采样泵6的作用下样气经采样口12进入微型采样过滤器1后一路绕经臭氧涤除器14出其侧端出口后经进气口21直接入小型反应检测器2的光室即石英玻璃管22内，由PD检测器18检测出O3的信号值，其中LED光源15采用1kHz的脉冲调制恒流源，在恒温的条件下能保持稳定的发射强度，减少信号的漂移；另一路样气在电磁阀9的作用下通过臭氧涤除器14涤除样气中的臭氧，涤除臭氧的样气进入光室检测，此时检测的信号值为参考值，然后根据朗伯比尔定律计算出O3的浓度。两路样气通过电磁阀9的切换，共用一套检测室，不会造成***差异，温控器3用于调控样气检测的温度。经过检测室后的样气分为两路，一路连接压力传感器8，测量样气压力；另一路在采样泵6的作用下，流经流量传感器7，测量样气流量后通经管路经机箱4外排气口11排出，检测信号经电压频率转换成数字信号后送入CPU作为流量及压力的变化对测量值进行修正。嵌入式数据采集处理及无线远程传输***13中采用WinCE智能***，进行数据信号的采集、分析与处理，并配套无线远程传输***，将样气臭氧检测数据无线传输至客户端。
上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型，本专业普通技术人员或一般技术人员除依据本实用新型所公开的实施方式外还可采取其它各种实现方式，凡依据本实用新型内容所作的简单或等效替换、变化或修饰，都应理解在本实用新型的范围内，受本实用新型权利要求的限制。
Claims (2)
1.一种小型臭氧自动监测装置，其特征在于它包括装设于机箱内的臭氧涤除器、反应检测器、温控器、压力传感器、流量传感器、采样泵、电源、无线远程数据采集传输装置，臭氧涤除器入口与装设于机箱上的过滤器出口相接，臭氧涤除器出口经电磁阀后接传感检测器入口，反应检测器出口依次通经限流器、压力传感器和流量传感器后接采样泵入口，采样泵出口经管路后接机箱外出口，温控器、压力传感器、流量传感器分别与无线远程数据采集传输装置电连接。
2.根据权利要求1所述的小型臭氧自动监测装置，其特征是所述传感检测器包括装设于支架上的石英玻璃管，石英玻璃管的两端分别与支架上的进气口和排气口相接，对应石英玻璃管管口端的支架上装设有LED灯，石英玻璃管另一管口端的支架上还设置有PD检测器，LED灯与石英玻璃管管口间和PD检测器与石英玻璃管另一管口间分别装设有玻璃片。
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Cited By (2)
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| CN103674845A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-03-26 | 河北先河环保科技股份有限公司 | 一种小型臭氧自动监测装置 |
| CN106872366A (zh) * | 2015-12-11 | 2017-06-20 | 新大陆科技集团有限公司 | 一种单光源的低浓度臭氧浓度检测仪 |
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