一種小型臭氧自動(dòng)監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小型臭氧監(jiān)測裝置，它包括裝設(shè)于機(jī)箱內(nèi)的臭氧滌除器、反應(yīng)檢測器、溫控器、采樣泵、電源、采集傳輸裝置，臭氧滌除器入口與過濾器出口相接，臭氧滌除器出口經(jīng)電磁閥后接傳感檢測器入口，傳感檢測器出口依次通經(jīng)限流器和壓力流量傳感器后接采樣泵入口，采樣泵出口經(jīng)管路后接機(jī)箱外出口，溫控器、反應(yīng)檢測器、壓力傳感器、流量傳感器分別與采集傳輸裝置電連接。由于LED和PD體型小，信噪比高，可將光程縮短，反應(yīng)檢測器體積可小型化，整個(gè)部件體積不足現(xiàn)有設(shè)備的1/3，可懸掛在室外場地，無需安裝在空調(diào)房內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)O3的在線、實(shí)時(shí)、自動(dòng)、原位監(jiān)測，能準(zhǔn)確測量O3含量，測量靈敏度達(dá)10-10級(jí)，能節(jié)省安裝、運(yùn)行成本，降低維護(hù)費(fèi)用。
【專利說明】—種小型臭氧自動(dòng)監(jiān)測裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空氣中臭氧濃度監(jiān)測裝置，屬于大氣監(jiān)測設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]臭氧本身是一種對(duì)人體有害的氣體，較高濃度的臭氧對(duì)人體健康產(chǎn)生危害，高濃度臭氧刺激眼、鼻、喉嚨的黏膜，對(duì)支氣管及肺等呼吸系統(tǒng)造成影響，特別是會(huì)損傷兒童的肺功能，引發(fā)胸疼、惡心、疲乏等癥狀。在嚴(yán)重情況下，還會(huì)造成死亡事件。因此人類能夠接觸到的臭氧，被稱為“有害”的臭氧。
[0003]除對(duì)人類健康構(gòu)成影響外，近地層高濃度臭氧又可造成一系列環(huán)境影響，如使橡膠制品老化、建筑物受腐蝕而損壞等。研究還證明，臭氧是毒害植物的罪魁禍?zhǔn)?，美國植物因光化學(xué)煙霧污染每年減產(chǎn)12%至13%。對(duì)流層臭氧同時(shí)也是一種溫室氣體，其直接氣候效應(yīng)導(dǎo)致北極地區(qū)溫升年均達(dá)0.3°C。地面臭氧濃度升高將對(duì)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生巨大威脅。因此，研究臭氧具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0004]目前市面上的O3自動(dòng)監(jiān)測儀主要來自美國THERMO-FISHER、美國AP1、澳大利亞EC0TECH、法國ESA、河北先河環(huán)保科技股份有限公司、武漢天虹、中晟泰科等廠家的儀器。儀器原理主要是紫外光度法，即利用O3分子吸收254nm紫外光前后而產(chǎn)生不同強(qiáng)弱電響應(yīng)的原理進(jìn)行空氣中O3濃度的監(jiān)測。它采用發(fā)射波長為254nm的紫外燈照射一中空玻璃管，通過電磁閥切換，玻璃管內(nèi)交替充滿樣氣和被滌除O3的參比氣。滌除O3的參比氣與樣氣的光強(qiáng)比值為I/I。，通過此比值，利用朗 伯一比爾公式即可計(jì)算出O3的濃度。此類分析儀的光源大部分采用的是汞燈，汞燈在啟動(dòng)放電時(shí)需IkV電壓，在汞燈用一段時(shí)間后會(huì)造成功率衰退，從而影響汞燈的使用壽命。而且大部分廠家的儀器體型較大，運(yùn)行條件苛刻，必須安裝在有溫度控制的監(jiān)測站房中，通過采樣管對(duì)外界空氣進(jìn)行采樣測量；同時(shí)站房對(duì)周圍環(huán)境也有較嚴(yán)格的要求，在高樓密集、寸土寸金的城市選點(diǎn)往往存在困難，要想實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)難度更大。另一方面，這些專業(yè)儀器往往需要專業(yè)人員的日常維護(hù)，尤其在人跡罕至的地區(qū)設(shè)置監(jiān)測站房，顯然存在極大的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可直接置于室外的小型臭氧自動(dòng)監(jiān)測裝置，以實(shí)現(xiàn)空氣中O3的在線、實(shí)時(shí)、自動(dòng)、原位監(jiān)測，并以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的弊端。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，這種小型臭氧自動(dòng)監(jiān)測裝置包括裝設(shè)于機(jī)箱內(nèi)的臭氧滌除器、反應(yīng)檢測器、溫控器、壓力傳感器、流量傳感器、采樣泵、電源、無線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，臭氧滌除器入口與裝設(shè)于機(jī)箱上的過濾器出口相接，臭氧滌除器出口經(jīng)電磁閥后接傳感檢測器入口，反應(yīng)檢測器出口依次通經(jīng)限流器、壓力傳感器和流量傳感器后接采樣泵入口，采樣泵出口經(jīng)管路后接機(jī)箱外出口，溫控器、壓力傳感器、流量傳感器分別與無線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸裝置電連接。
[0007]所述反應(yīng)檢測器包括裝設(shè)于支架上的石英玻璃管，石英玻璃管的兩端分別與支架上的進(jìn)氣口和排氣口相接，對(duì)應(yīng)石英玻璃管管口端的支架上裝設(shè)有LED燈，石英玻璃管另一管口端的支架上還設(shè)置有ro檢測器，LED燈與石英玻璃管管口間和ro檢測器與石英玻璃管另一管口間分別裝設(shè)有玻璃片。
[0008]本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步:
本發(fā)明米用254nm的LED光源和F1D光電二極管檢測器，由于LED光源本身具有較強(qiáng)的光束準(zhǔn)直性，采用ro反饋控制，能夠保持光強(qiáng)的穩(wěn)定性，因而能延長本發(fā)明使用壽命，另外還可增強(qiáng)信噪比，UV-PD增益調(diào)整使用數(shù)字電位器輔助或者DA直接控制，方便調(diào)試和維護(hù)，不但能準(zhǔn)確測量空氣中O3的含量，可使測量靈敏度達(dá)到10,級(jí)，且由于LED和ro本身體型小，信噪比高，可將光程縮短，因此反應(yīng)檢測器體積可做到小型化，使整個(gè)部件的體積不足現(xiàn)有設(shè)備的三分之一，因而可將小型化的本發(fā)明懸掛在墻上或電線桿上等任意室外場地，無需安裝在有溫控的空調(diào)房內(nèi)，寬松寬容的運(yùn)行條件就可實(shí)現(xiàn)空氣中O3的在線、實(shí)時(shí)、自動(dòng)、原位監(jiān)測，與現(xiàn)有O3自動(dòng)監(jiān)測儀比較，能節(jié)省安裝、運(yùn)行成本30%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明傳感檢測器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖1、圖2中標(biāo)號(hào)如下:
1.微型采樣過濾器；2.反應(yīng)檢測器；3.溫控器；4.機(jī)箱；5.限流器；6.采樣泵；7.流量傳感；8.壓力傳感器；9.電磁閥；10.電源；11.排氣口；12.采樣口；13.嵌入式數(shù)據(jù)采集處理及無線遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)；14.臭氧滌除器；15.LED燈；16.LED燈座；17.玻璃片；18.檢測器；19.檢測器座；20.支架；21.進(jìn)氣口；22.石英玻璃管；23.安裝外殼；24.排氣口。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1、圖2所示，本發(fā)明這種小型臭氧自動(dòng)監(jiān)測裝置包括裝設(shè)于機(jī)箱內(nèi)的臭氧滌除器14、反應(yīng)檢測器2、溫控器3、壓力傳感器8、流量傳感器7、采樣泵6，小型電源10、嵌入式無線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸裝置13，臭氧滌除器14入口與裝設(shè)于機(jī)箱4上的微型采樣過濾器I出口相接，該微型采樣過濾器I由特質(zhì)采樣管及內(nèi)襯5 濾膜的粒子過濾器組成，以過濾樣氣中的顆粒物，微型過濾器I的采樣口設(shè)有防護(hù)罩，以防止雨水、昆蟲、飛鳥等進(jìn)入管路。臭氧滌除器14的出口經(jīng)電磁閥9后接反應(yīng)檢測器2的入口，電磁閥9設(shè)置有切換氣路出口，切換氣路使樣氣進(jìn)入臭氧滌除器14還是繞經(jīng)臭氧滌除器14側(cè)端出口直接進(jìn)入反應(yīng)檢測器2，臭氧滌除器14內(nèi)添加的化學(xué)試劑與樣氣中的臭氧氣體反應(yīng)，從而滌除樣氣中的臭氧，進(jìn)入反應(yīng)檢測器2作為參比信號(hào)。反應(yīng)檢測器2的出口依次通經(jīng)限流器5、壓力傳感器8和流量傳感器7后接采樣泵6入口，采樣泵6的出口經(jīng)管路后接機(jī)箱4外的排氣口11，溫控器3、壓力傳感器8、流量傳感器7分別與無線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸裝置13電連接，溫控器3實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)反應(yīng)檢測器2的溫控，采用智能加熱器或制冷系統(tǒng)，以控制光室、反應(yīng)檢測器2、光源等部件的溫度在正常的工作范圍內(nèi)，壓力傳感器8和流量傳感器7分別用于測量限流器5與采樣泵6之間的壓力和樣氣流量，壓力傳感器用于再結(jié)合樣氣壓力調(diào)整出限流孔的樣氣流量，反應(yīng)檢測器2包括裝設(shè)于支架20上的石英玻璃管22，石英玻璃管22的兩端分別與支架20上的進(jìn)氣口 21和排氣口 24相接，對(duì)應(yīng)石英玻璃管22管口端的支架20上裝設(shè)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上還設(shè)置有檢測器18，LED光源15與石英玻璃管22管口間和檢測器18與石英玻璃管22另一管口間分別裝設(shè)有玻璃片17。
[0013]本發(fā)明工作流程為:在采樣泵6的作用下樣氣經(jīng)采樣口 12進(jìn)入微型采樣過濾器I后一路繞經(jīng)臭氧滌除器14出其側(cè)端出口后經(jīng)進(jìn)氣口 21直接入小型反應(yīng)檢測器2的光室即石英玻璃管22內(nèi)，由檢測器18檢測出O3的信號(hào)值，其中LED光源15采用IkHz的脈沖調(diào)制恒流源，在恒溫的條件下能保持穩(wěn)定的發(fā)射強(qiáng)度，減少信號(hào)的漂移；另一路樣氣在電磁閥9的作用下通過臭氧滌除器14滌除樣氣中的臭氧，滌除臭氧的樣氣進(jìn)入光室檢測，此時(shí)檢測的信號(hào)值為參考值，然后根據(jù)朗伯比爾定律計(jì)算出O3的濃度。兩路樣氣通過電磁閥9的切換，共用一套檢測室，不會(huì)造成系統(tǒng)差異，溫控器3用于調(diào)控樣氣檢測的溫度。經(jīng)過檢測室后的樣氣分為兩路，一路連接壓力傳感器8，測量樣氣壓力；另一路在采樣泵6的作用下，流經(jīng)流量傳感器7，測量樣氣流量后通經(jīng)管路經(jīng)機(jī)箱4外排氣口 11排出，檢測信號(hào)經(jīng)電壓頻率轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入CPU作為流量及壓力的變化對(duì)測量值進(jìn)行修正。嵌入式數(shù)據(jù)采集處理及無線遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)13中采用WinCE智能系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的采集、分析與處理，并配套無線遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，將樣氣臭氧檢測數(shù)據(jù)無線傳輸至客戶端。
[0014]上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明，本專業(yè)普通技術(shù)人員或一般技術(shù)人員除依據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施方式外還可采取其它各種實(shí)現(xiàn)方式，凡依據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
所作的簡單或等效替換、變化或修飾，都應(yīng)理解在本發(fā)明的范圍內(nèi)，受本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種小型臭氧自動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征在于它包括裝設(shè)于機(jī)箱內(nèi)的臭氧滌除器、反應(yīng)檢測器、溫控器、壓力傳感器、流量傳感器、采樣泵、電源、無線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，臭氧滌除器入口與裝設(shè)于機(jī)箱上的過濾器出口相接，臭氧滌除器出口經(jīng)電磁閥后接傳感檢測器A 口，反應(yīng)檢測器出口依次通經(jīng)限流器、壓力傳感器和流量傳感器后接采樣泵入口，采樣泵出口經(jīng)管路后接機(jī)箱外出口，溫控器、壓力傳感器、流量傳感器分別與無線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸裝置電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型臭氧自動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征是所述傳感檢測器包括裝設(shè)于支架上的石英玻璃管，石英玻璃管的兩端分別與支架上的進(jìn)氣口和排氣口相接，對(duì)應(yīng)石英玻璃管管口端的支架上裝設(shè)有LED燈，石英玻璃管另一管口端的支架上還設(shè)置有ro檢測器，LED燈與石英玻璃管管口間和F1D檢測器與石英玻璃管另一管口間分別裝設(shè)有玻璃片。
【文檔編號(hào)】G01N21/17GK103674845SQ201310664374
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】王強(qiáng), 王天樂, 李建林, 王春迎, 辛繼國, 賈啟萌, 段兆麗 申請(qǐng)人:河北先河環(huán)保科技股份有限公司