專利名稱：一種可測微量濃度的臭氧濃度儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種臭氧濃度儀，尤其是一種可測微濃度的的臭氧濃度測試儀，屬于臭氧濃度測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
:目前國內(nèi)外的臭氧濃度測試儀大多采用電化學(xué)法或紫外吸收法，電化學(xué)法的臭氧濃度測試儀其壽命短，使用成本高，因此大多采用紫外吸收法?，F(xiàn)有的一種臭氧濃度儀器采用雙光路雙吸收腔的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)需要一個分光計把紫外光分成兩路再分別進入兩個氣隙長度相等的吸收腔，其中一個吸收腔內(nèi)通入?yún)⒈葰怏w，如圖1中所示，紫外燈201發(fā)出的紫外線經(jīng)過濾光單元202過濾后進入一個分光單元203，原來紫外燈201發(fā)出的一條光路207經(jīng)所述分光單元203分成兩條光路208和209。光路208進入吸收腔204，而光路209進入吸收腔205，所述兩個吸收腔204和205的氣隙長度相等，均為L。所述紫外吸收腔204具有氣路210，用來導(dǎo)入測試氣體，所述紫外吸收腔205具有氣路211，用來導(dǎo)入?yún)⒈葰怏w。所述臭氧濃度儀，還包括控制單元206，用于實現(xiàn)這個測試儀臭氧濃度的檢測、信號放大及輸出和顯示等功能。利用分光計將紫外光線分成兩路分別進行數(shù)據(jù)測量能很好的保證數(shù)據(jù)的同步。但其需要設(shè)置一個分光計和兩個吸收腔，使設(shè)備機構(gòu)復(fù)雜并且增加了設(shè)備成本，并且需要使被測氣體流經(jīng)吸收腔，需要改變被測氣體流動路徑，且不能應(yīng)用在開放空間或管道(如空調(diào)機組的風(fēng)管等)中的O3濃度的測量。因此需要一個結(jié)構(gòu)簡單成本低、不需要改變被測氣體流動路徑、并且能夠在開放空間或管道(如空調(diào)機組的風(fēng)管等)中應(yīng)用的測量儀來滿足實際需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可測微濃度的臭氧濃度儀，它結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備成本低且測量準(zhǔn)確，能夠很好地解決上述背景技術(shù)所存在的至少一個不足之處。本發(fā)明的一種可測微濃度的臭氧濃度儀，其技術(shù)方案如下:它包含一根紫外線燈管、濾光單元和至少兩個紫外線光強傳感器，所述紫外線燈管安裝在一個不透光的盒體內(nèi)，所述盒體上設(shè)置兩個透光孔，其中的一個透光孔處安裝一根透光的直管，所述直管的軸線方向與紫外線燈管的軸線方向垂直，所述直管內(nèi)設(shè)置一個紫外線光強傳感器，另一個紫外線光強傳感器位于另一個透光孔外側(cè)，其與透光孔中心的連線與紫外線燈管的軸線垂直，并且與所述直管內(nèi)的紫外線光強傳感器離紫外線燈管軸線的垂直距離相等。為了更好的技術(shù)效果，本發(fā)明的一種可測微濃度的臭氧濃度儀的技術(shù)特征還可以具體為以下技術(shù)特點:I所述另一個透光孔外側(cè)設(shè)置一個紫外線光強傳感器固定裝置用于固定紫外線光強傳感器用于固定紫外線光強傳感器。2所述另一個紫外線光強傳感器為手持式的，在實際測量時其所處位置在于不安裝直管的另一個透光孔外側(cè)沿直管走向上，并且其與紫外線燈管軸線之間的垂直距離等于直管內(nèi)的紫外線光強傳感器和紫外線燈管軸線之間的垂直距離。3所述兩個紫外光光強傳感器、分別設(shè)置在垂直于紫外線燈管中軸線方向的相反的兩側(cè)。4所述直管內(nèi)的紫外線光強傳感器與紫外線燈管軸線之間的垂直距離是可調(diào)的，5所述紫外線光強傳感器固定裝置上的紫外線光強傳感器與紫外線燈管軸線之間的垂直距離是可調(diào)的。6所述紫外線光強傳感器固定裝置與紫外線燈管軸線之間的垂直距離是可調(diào)的。7所述濾光單元安裝在每個透光孔處。8所述兩個透光孔沿紫外線燈管長度的方向設(shè)置在盒體不同高度的位置上。9所述濾光單元處于每個紫外線光強傳感器與透光孔之間的連線上并處于紫外光光強傳感器前端。10所述直管內(nèi)充滿N2或其他不含O3的氣體。11所述紫外線光強傳感器固定裝置與紫外線燈管軸線之間的垂直距離是可調(diào)的。采用本發(fā)明技術(shù)方案的可測微濃度的臭氧濃度儀具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備成本低且測量準(zhǔn)確的優(yōu)點。具體為以下幾點:1.本發(fā)明的臭氧濃度儀中不設(shè)置紫外光分光計，使整個測試儀減少了一個元件，結(jié)構(gòu)簡單，減少設(shè)備成本，并且消除了因使用分光計而可能存在的誤差，提高測量精度。2.兩個紫外光強傳感器與紫外線燈管中軸線的垂直距離可調(diào)，因此可以在任何大小的開放空間或管道(如空調(diào)機組的風(fēng)管等)中進行多點測量。3.兩個紫外光強傳感器同時處于被測量氣體中，有效避免測試不同步帶來的測量誤差。4.兩個紫外光強傳感器與紫外線燈管中軸線垂直，而且傳感器固定裝置的是細(xì)長形的，可以從外部伸入被測氣體的管道中測試，不需要改變被測氣體的路線就能測量管道中的O3氣體濃度。5.兩個紫外光強傳感器與紫外線燈管中軸線的垂直距離可調(diào)，可以同時在距離紫外線燈管中軸線垂直距離不同的位置測量，測出被測氣體的濃度，不需要頻繁對設(shè)備進行調(diào)零。6.在儀器使用時先通過純凈無臭氧的氣體(如氧氣)進行校零，而測量時，將兩個傳感器同時置于被測氣體中，其中的一個傳感器作為實時動態(tài)零點，通過測量兩個傳感器所處位置的濃度差值進行運算可以得到被測氣體中的臭氧氣體濃度，使測試儀的零點取值方式不再受環(huán)境空氣的影響，解決了因環(huán)境造成的測量誤差。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種帶有雙吸收腔的臭氧濃度儀的結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明的可測微濃度的臭氧濃度儀的第一個實施例結(jié)構(gòu)示意1中，201為紫外燈，202為濾光單元，203為分光單元，204、205為吸收腔，206為控制單元，207、208和209為光路，210、211為氣路。圖2中I為臭氧濃度儀，2為盒體，3為紫外線燈管，41、42為透光孔，51、52為濾光單元，6為直管，71、72為紫外線光強傳感器，8為紫外線光強傳感器固定裝置，9為氣路。
實施例一:如圖2所示，本發(fā)明的一種可測微濃度的臭氧濃度儀，它包含一根紫外線燈管3、濾光單元51、52和兩個紫外線光強傳感器71、72，所述紫外線燈管3安裝在一個盒體2內(nèi)，所述盒體2上沿紫外線燈管3長度的方向不同高度位置上設(shè)置兩個透光孔41、42，，所述透光孔41、42處于紫外線燈管中軸線方向的同一側(cè)。所述濾光單元51和52安裝在兩個透光孔41、42處。其中的一個透光孔41處安裝一根直管6，所述直管6的軸線方向與紫外線燈管3的軸線方向垂直，所述直管6內(nèi)設(shè)置一個紫外線光強傳感器71。另一個透光孔42外側(cè)設(shè)置一個紫外線光強傳感器固定裝置8，紫外線光強傳感器固定裝置8的一端與盒體2相連，紫外線光強傳感器72安裝在所述固定裝置8上，其與透光孔42中心的連線與紫外線燈管3的軸線垂直，并且與所述直管6內(nèi)的紫外線光強傳感器71離紫外線紫外線燈管3軸線的垂直距離相等。實際應(yīng)用中可以在所述直管內(nèi)設(shè)置一個調(diào)節(jié)器用于調(diào)節(jié)紫外線光強傳感器71與紫外線燈管3軸線之間的垂直距離，還可以在所述紫外線光強傳感器固定裝置8上也設(shè)置一個調(diào)節(jié)器用于調(diào)節(jié)紫外線光強傳感器72與紫外線燈管3軸線之間的垂直距離，用于調(diào)節(jié)距離的調(diào)節(jié)器屬于公知技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，在此不做詳細(xì)介紹。盒體2內(nèi)還設(shè)有本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的構(gòu)成臭氧濃度儀的放大器電路、控制電路等，此處省略對其的詳細(xì)描述。本實施例中，兩個傳感器71、72都是固定的，在實際應(yīng)用中，直管6外的一個紫外線光強傳感器72可以為手持式的，在實際測量時保證其所處位置在于不安裝直管的另一個透光孔42外側(cè)沿直管走向上，并且可以通過調(diào)節(jié)其與紫外線燈管3軸線之間的垂直距離或調(diào)節(jié)直管6內(nèi)的傳感器71使兩個紫外線光強傳感器71、72和紫外線燈管軸線3之間的垂直距離相等即可。本實施例中所述濾光單元51、52安裝在透光孔41、42處，在實際應(yīng)用中所述濾光單元51、52還可以處于每個紫外線光強傳感器71、72與透光孔41、42之間的連線上并處于紫外光光強傳感器71、72前端。本發(fā)明中濾光單元的濾光帶為253.7nm，誤差范圍在±10% ；測量前使所述直管內(nèi)充滿N2或其他不含O3的氣體對濃度儀進行調(diào)零以保證測量精度，調(diào)零后可將直管外端封閉。測量時使兩個傳感器都伸入被測量氣體內(nèi)，使被測氣體垂直地通過傳感器，根據(jù)比爾定律I = IcieI1，其中Itl為入射光強，I為光程，C為濃度，A是與濃度無關(guān)的常數(shù)，因此在Itl和I 一定時，測定的光強只與氣體的濃度有關(guān)。本實施例中，兩個傳感器處的入射光強是由同一個紫外線燈管發(fā)出的，其強度可近似為相等，兩個紫外光光強傳感器71、72與紫外線燈管3的中軸線的垂直距離相等均為1，因此兩個光強傳感器測到的不同光強是由被測氣體中的O3濃度不同引起的，因此通過與參比氣體進行換算即可得出被測氣體中的O3濃度。測量前使所述直管內(nèi)充滿N2或其他不含O3的氣體對濃度儀進行調(diào)零以保證測量精度，調(diào)零后可將直管外端封閉，測量時僅僅將傳感器72置于被測氣體內(nèi)，使被測氣體垂直地通過檢測端傳感器來測量被測氣體中的臭氧濃度。也可以使所述兩個紫外光光強傳感器71、72分別設(shè)置在垂直于紫外線燈管3中軸線方向的相反的兩側(cè)以方便測量。也可以在調(diào)零后使直管外端開放，通過調(diào)節(jié)兩個調(diào)節(jié)器使兩個紫外線光強傳感器置于被測氣體中并與紫外線燈管中軸線的垂直距離不相等，將兩個傳感器測到的的數(shù)值差用比爾定律進行換算即可得出被測氣體中的臭氧濃度。采用本發(fā)明技術(shù)方案的臭氧濃度測試儀具有結(jié)構(gòu)簡單、測量精確、設(shè)備成本低的優(yōu)點，可以測量各種濃度的含臭氧氣體，特別是微量臭氧氣體濃度的測量?？梢詮V泛地應(yīng)用在各種空間中，特別是普通測量儀不能測量的管道中，也可以將傳感器伸入水下測量水中的臭氧濃度。
權(quán)利要求
1.一種可測微濃度的臭氧濃度儀，它包含一根紫外線燈管(3)、濾光單元和至少兩個紫外線光強傳感器，其特征在于:所述紫外線燈管(3)安裝在一個不透光的盒體(2)內(nèi)，所述盒體(2)上設(shè)置兩個透光孔(41，42)，其中的一個透光孔(41)處安裝一根透光的直管(6)，所述直管(6)的軸線方向與紫外線燈管(3)的軸線方向垂直，所述直管(6)內(nèi)設(shè)置一個紫外線光強傳感器(71)，另一個紫外線光強傳感器(72)位于另一個透光孔(42)外側(cè)，其與透光孔(42)中心的連線與紫外線燈管(3)的軸線垂直，并且與所述直管(6)內(nèi)的紫外線光強傳感器(71)離紫外線燈管軸線的垂直距離相等。
2.如權(quán)利要求1所述的可測微濃度的臭氧濃度儀，其特征在于:所述另一個透光孔(42)外側(cè)設(shè)置一個紫外線光強傳感器固定裝置(8)用于固定紫外線光強傳感器(72)。
3.如權(quán)利要求1所述的可測微濃度的臭氧濃度儀，其特征在于:所述另一個紫外線光強傳感器(72)為手持式的，在實際測量時其所處位置在于不安裝直管的另一個透光孔(42)外側(cè)沿直管走向上，并且其與紫外線燈管(3)軸線之間的垂直距離等于直管(6)內(nèi)的紫外線光強傳感器(71)和紫外線燈管(3)軸線之間的垂直距離。
4.如權(quán)利要求1所述的可測微濃度的臭氧濃度儀，其特征在于:所述所述盒體(2)上兩個透光孔(41，42)分別設(shè)置在垂直于紫外線燈管(3)中軸線方向的相反的兩側(cè)，相應(yīng)地兩個紫外光光強傳感器(71)、(72)分別設(shè)置在垂直于紫外線燈管(3)中軸線方向的相反的兩側(cè)。
5.如權(quán)利要求1所述的可測微濃度的臭氧濃度儀，其特征在于:所述直管(6)內(nèi)的紫外線光強傳感器(71)與紫外線燈管(3)軸線之間的垂直距離可調(diào)。
6.如權(quán)利要求1所述的可測微濃度的臭氧濃度儀，其特征在于:所述濾光單元(51，52)安裝在每個透光孔處。
7.如權(quán)利要求1所述的可測微濃度的臭氧濃度儀，其特征在于:所述濾光單元(51，52)處于每個紫外線光強傳感器與透光孔之間的連線上并處于紫外光光強傳感器前端。
8.如權(quán)利要求1所述的一種可測微濃度的臭氧濃度儀，其特征在于:所述直管內(nèi)充滿N2或其他不含O3的氣體。
9.如權(quán)利要求1所述的一種可測微濃度的臭氧濃度儀，其特征在于:所述兩個透光孔(41,42)沿紫外線燈管(3)長度的方向設(shè)置在盒體不同高度的位置上。
10.如權(quán)利要求2所述的可測微濃度的臭氧濃度儀，其特征在于:所述紫外線光強傳感器固定裝置(8)與紫外線燈管軸線之間的垂直距離是可調(diào)的。
11.如權(quán)利要求4所述的可測微濃度的臭氧濃度儀，其特征在于:所述紫外線光強傳感器固定裝置(8)與紫外線燈管軸線之間的垂直距離是可調(diào)的。
12.如權(quán)利要求4所述的可測微濃度的臭氧濃度儀，其特征在于:所述紫外線光強傳感器固定裝置(8)上的紫外線光強傳感器(72)與紫外線燈管軸線之間的垂直距離是可調(diào)的。
全文摘要
一種可測微濃度的臭氧濃度儀，它包含一根紫外線燈管、濾光單元和至少兩個紫外線光強傳感器，所述紫外線燈管安裝在一個盒體內(nèi)，所述盒體上沿紫外線燈管長度的方向設(shè)置兩個透光孔，其中的一個透光孔處安裝一根直管，所述直管的軸線方向與紫外線燈管的軸線方向垂直，所述直管內(nèi)設(shè)置一個紫外線光強傳感器，另一個紫外線光強傳感器位于另一個透光孔外側(cè)，其與透光孔中心的連線與紫外線燈管的軸線垂直，并且與所述直管內(nèi)的紫外線光強傳感器離紫外線燈管軸線的垂直距離相等，可以廣泛地應(yīng)用在各種空間中，特別是普通測量儀不能測量的管道中，也可以將傳感器伸入水下測量水中的臭氧濃度。
文檔編號G01N21/17GK103105360SQ20111039963
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者陳健, 蘭冬壽 申請人:福建新大陸環(huán)?？萍加邢薰?br>