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浅析臭氧浓度检测仪器的检测原理
发布时间:2019-04-19   点击次数:72次
   浅析臭氧浓度检测仪器的检测原理
  臭氧浓度检测仪器适用于各种工业环境和特殊环境中的臭氧浓度连续在线检测及现场声光报警,对危险现场的作业安全起到预警作用,仪器采用进口电化学传感器和微控制器技术,具有信号稳定,精度高、重复性好等优点,防爆接线方式适用于各种危险场所。
  我们知道地球大气层上有一层臭氧层,科学家们已经发现臭氧层能吸收紫外线,研究表明臭氧仅对波长253.7nm的紫外线具有最大吸收系数,在此波长下紫外线通过臭氧会产生衰减,符合兰波特——比尔定律。该方法已被美国等国家作为臭氧标准分析方法。该臭氧检测仪就是采用紫外线吸收法的原理,用稳定的紫外灯光源产生紫外线,用光波过滤器过滤掉其它波长紫外光,只允许波长253.7nm通过。经过样品光电传感器,再经过臭氧吸收池后,到达采样光电传感器。通过样品光电传感器和采样光电传感器电信号比较,再经过数学模型的计算,就能得出臭氧浓度大小。
  浓度数学计算模型
  臭氧浓度数学模型(如公式一)是根据Lambert and Beer定律推出的。
  -ln I/I0
  C = —————
  E×D ( 公式一 )
  (注释:C-----臭氧浓度,单位g /m;E------ 常数;D-------臭氧吸收池距离;
  I0---------样品电流;I------采样电流)
  在这个臭氧浓度计算公式中,只要知道样品电流、采样电流和臭氧吸收池距离,那么我们就可以计算出臭氧浓度大小。由于,臭氧吸收池的距离的限制,最大臭氧浓度只能测到300 O3 g/m。
  臭氧浓度检测仪器电路原理的实现
  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、模拟输出及显示六大部分组成。
  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。LOG100是 14引脚可以对两个电流或电压之比进行对数运算的集成电路,该放大器输出电流动态范围宽,可以在1nA到 1mA之间变化。输出误差范围不超过0.1%。基本接线(如图1) ,输出公式: Vout =VT×ln I0/I (注释:VT---常数;Vout---输出电压)。
  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。紫外灯灯控部分主要是控制紫外灯灯电流在恒定允许范围之内,过高、过低可以自动调节,如果调不了说明紫外灯寿命到了,面板上有一个红灯变亮,提示你应该更换新的紫外灯了。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。臭氧浓度检测仪器模拟输出0~20mA与臭氧浓度大小是成线性关系的。
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