CN210401206U - 便携式臭氧分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了便携式臭氧分析仪，所述便携式臭氧分析仪包括气体室、抽取模块和检测单元；第一切换模块，所述第一切换模块用于使第二切换模块的入口选择性地连通待测气体和标定气体；第二切换模块，所述第二切换模块用于使第一切换模块的出口选择性地连通臭氧去除器和第一管道；臭氧去除器，所述臭氧去除器用于除去待测气体中的臭氧；所述臭氧去除器和第一管道的出口均连通所述气体室。本实用新型具有低检出限、维护量小、小型化等优点。

Description

便携式臭氧分析仪

技术领域

本实用新型涉及气体分析，特别涉及便携式臭氧分析仪。

背景技术

臭氧是大气污染的主要污染物之一，空气中的臭氧浓度过高时，会刺激粘膜引起支气管炎和头痛，且扰乱人的中枢神经。因此，有必要检测大气中的臭氧含量，并根据检测结果做出治理等应对措施。目前的臭氧分析方法主要有以下几种：

实验室分析方法，如靛蓝二磺酸钠分光光度法、硼酸碘化钾分光光度法，实验室分析方法通常无法做到在线分析，且需要大量手工操作。

在线监测方法，如化学发光法、定电位电解法；但：

化学发光发干扰因素较多，且需要与过量NO进行反应来测量臭氧，NO本身也属于大气污染物之一，监测结果准确性影响因素较多。

定电位电解法灵敏度不高，与其它气体存在交叉干扰。

实用新型内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种检测下限低、响应时间短、维护量小的便携式臭氧分析仪。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

便携式臭氧分析仪，所述便携式臭氧分析仪包括壳体、气体室、抽取模块和检测单元；所述便携式臭氧分析仪进一步包括：

第一切换模块，所述第一切换模块用于使第二切换模块的入口选择性地连通待测气体和标定气体；

第二切换模块，所述第二切换模块用于使第一切换模块的出口选择性地连通臭氧去除器和第一管道；

臭氧去除器，所述臭氧去除器用于除去待测气体中的臭氧；所述臭氧去除器和第一管道的出口连通所述气体室。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

1.本专利申请采用光谱吸收技术检测臭氧含量，检测精度高、检测下限低、低能耗、响应时间短；

将待测气体分为并联的二路，待测气体分时间地进入每一路：其中一路去除臭氧，另一路保持待测气体状态，分别获得包含臭氧的光谱和不含臭氧的光谱，再利用现有的差分技术去获得臭氧含量，进一步降低了检测下限；

2.泵设置在气体室的下游，降低了对泵的要求，可采用小型低噪音隔膜泵，维护量小、成本低；

3.结构简单，实现了小型化，尺寸仅为15cm*25cm*30cm。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本实用新型实施例的便携式臭氧分析仪的结构简图。

具体实施方式

图1和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1示意性地给出了本实用新型实施例的便携式臭氧分析仪的结构简图，如图1所示，所述便携式臭氧分析仪包括：

壳体和气体室，所述壳体和气体室是气体分析领域的现有技术，具体结构在此不再赘述：

第一切换模块，如三通阀或多个单向阀的组合，所述第一切换模块与第二切换模块连接，用于使第二切换模块的入口选择性地连通待测气体和标定气体；

第二切换模块，如三通阀或多个单向阀的组合，所述第二切换模块用于使第一切换模块的出口选择性地连通臭氧去除器和第一管道；

臭氧去除器，所述臭氧去除器用于除去待测气体中的臭氧；所述臭氧去除器和第一管道的出口均连通所述气体室；臭氧去除器是气体分析领域的现有技术，具体结构和工作方式在此不再赘述；

第四气体接头，所述第四气体接头具有第一进口、第二进口和出口；所述第一进口连通所述臭氧去除器，第二进口连通所述第一管道，出口连通所述气体室；

抽取模块，如泵，设置在所述气体室的下游；

限流单元，所述限流单元设置在所述泵和气体室出口间的管道上；所述限流单元内具有气体通道，沿着所述气体通道内的气体流动方向，通道具有内径缩小段和内径膨胀段；

流量传感器，所述流量传感器设置在所述限流单元和气体室出口间的管道上；

检测单元，所述检测单元包括：

光源，如氘灯或氙灯，所述光源发出的紫外光的波长包括对应于臭氧的吸收谱线254nm；

探测器，所述探测器接收穿过气体室内待测气体的紫外光；

上述器件均设置在壳体内，在壳体的侧壁还设有：

第一气体接头和第二气体接头，所述第一气体接头的进口端适于连通待测气体，出口端通过管道连通所述第一切换模块；

第二气体接头，所述第二气体接头的进口端适于连通标定气体，出口端通过管道连通所述第一切换模块；

第三气体接头，所述第三气体接头与所述抽取模块连通；

过滤器，所述过滤器的进口端适于与待测气体连通，出口端适于通过管道与所述第一气体接头连通。

实施例2：

根据本实用新型实施例1的便携式臭氧分析仪在大气分析中的应用例。

在该应用例中，第一切换模块和第二切换模块均采用三通电磁阀、光源采用氙灯，探测器采用CMOS；抽取模块采用小型低噪音隔膜泵。

本实施例的便携式臭氧分析仪的工作方式为：

过滤器通过管道连接第一气体接头，标定气体(标气和零气)气源通过管道连接第二气体接头；

隔膜泵开始工作，通过切换，使得空气依次穿过过滤器、第一气体接头、第一切换模块、第二切换模块、第一管道和第四气体接头，之后进入气体室内；流出气体室的气体依次穿过流量传感器、限流单元和泵，最后从第三气体接头排出壳体；

光源发出的紫外光穿过气体室内的待测气体，被臭氧吸收后的紫外光被探测器接收，从而获得包含臭氧的第一光谱；

通过切换，使得空气依次穿过过滤器、第一气体接头、第一切换模块、第二切换模块、臭氧去除器和第四气体接头，之后进入气体室内；流出气体室的气体依次穿过流量传感器、限流单元和泵，最后从第三气体接头排出壳体；

探测单元获得不含臭氧的第二光谱；

上述过程中，获得待测气体流量；

利用差分光谱技术处理第一光谱和第二光谱，获得对应臭氧的光谱，从而获得空气中臭氧的含量。差分光谱技术是本领域的现有技术，具体内容在此不再赘述。

根据本实用新型应用例达到的益处在于：通过结构设计保证了差分光谱技术在臭氧检测中的应用，从而降低了检测下限；抽取模块设置在气体室的下游，不会影响待测气体，也保证了检测精度；同时降低了对泵的要求，采用小型低噪音隔膜泵即可。

Claims (10)

1.便携式臭氧分析仪，所述便携式臭氧分析仪包括壳体、气体室、抽取模块和检测单元；其特征在于：所述便携式臭氧分析仪进一步包括：

第一切换模块，所述第一切换模块用于使第二切换模块的入口选择性地连通待测气体和标定气体；

第二切换模块，所述第二切换模块用于使第一切换模块的出口选择性地连通臭氧去除器和第一管道；

臭氧去除器，所述臭氧去除器用于除去待测气体中的臭氧；所述臭氧去除器和第一管道的出口均连通所述气体室。

2.根据权利要求1所述的便携式臭氧分析仪，其特征在于：所述抽取模块包括：

泵，所述泵设置在所述气体室的下游。

3.根据权利要求2所述的便携式臭氧分析仪，其特征在于：所述泵为隔膜泵。

4.根据权利要求2所述的便携式臭氧分析仪，其特征在于：所述便携式臭氧分析仪进一步包括：

限流单元，所述限流单元设置在所述泵和气体室出口间的管道上；所述限流单元内具有气体通道，沿着所述气体通道内的气体流动方向，通道具有内径缩小段和内径膨胀段。

5.根据权利要求4所述的便携式臭氧分析仪，其特征在于：所述便携式臭氧分析仪进一步包括：

流量传感器，所述流量传感器设置在所述限流单元和气体室出口间的管道上。

6.根据权利要求1所述的便携式臭氧分析仪，其特征在于：所述检测单元包括：

光源，所述光源发出的紫外光的波长包括254nm；

探测器，所述探测器接收穿过气体室内待测气体的紫外光。

7.根据权利要求6所述的便携式臭氧分析仪，其特征在于：所述光源为氘灯或氙灯。

8.根据权利要求1所述的便携式臭氧分析仪，其特征在于：所述壳体上具有：

第一气体接头和第二气体接头，所述第一气体接头的进口端适于连通待测气体，出口端通过管道连通所述第一切换模块；

第二气体接头，所述第二气体接头的进口端适于连通标定气体，出口端通过管道连通所述第一切换模块；

第三气体接头，所述第三气体接头与所述抽取模块连通。

9.根据权利要求1所述的便携式臭氧分析仪，其特征在于：所述便携式臭氧分析仪进一步包括：

第四气体接头，所述第四气体接头具有第一进口、第二进口和出口；所述第一进口连通所述臭氧去除器，第二进口连通所述第一管道，出口连通所述气体室。

10.根据权利要求8所述的便携式臭氧分析仪，其特征在于：所述便携式臭氧分析仪进一步包括：

过滤器，所述过滤器的进口端适于与待测气体连通，出口端适于通过管道与所述第一气体接头连通。

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