臭氧測試劑

臭氧測試劑是一種用于檢測水中臭氧濃度的化學試劑。

臭氧本身有強的氧化性，可以起到殺菌作用，而臭氧分解產(chǎn)物是氧氣又不會造成二次污染，所以在食品飲料或醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)保企業(yè)等在生產(chǎn)運行過程，往往會在水體中通入臭氧以達到對水體消毒的目的，過低濃度的臭氧無法達到預期的殺菌效果，過高濃度的臭氧又會造成資源浪費，也會因為濃度過高而產(chǎn)生有害物質，特別是在食品行業(yè)，水中臭氧的濃度不能過高。

臭氧本身在水中的溶解度很小，即使溶解在水中的臭氧也會很快分解或逸出，傳統(tǒng)的方法需要取樣后送檢，周期長，在檢測過程中臭氧的濃度已發(fā)生變化，無法做到準確測量。

臭氧測試劑主要是應用于企業(yè)現(xiàn)場快速檢測，通常能在1－3分鐘內完在一個樣品的，不同的產(chǎn)品使用的原理有所不同。此類產(chǎn)品進口品牌有HACH、默克等 ，國內品牌有廣東環(huán)凱等。2100433B

1． 臭氧測試來自德國安思羅斯公司基本原理

1.1臭氧測試原理

我們知道地球大氣層上有一層臭氧層，科學家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)臭氧層能吸收紫外線，研究表明臭氧僅對波長253.7nm的紫外線具有最大吸收系數(shù)，在此波長下紫外線通過臭氧會產(chǎn)生衰減，符合蘭波特——比爾定律。該方法已被美國等國家作為臭氧標準分析方法。該臭氧檢測儀就是采用紫外線吸收法的原理，用穩(wěn)定的紫外燈光源產(chǎn)生紫外線，用光波過濾器過濾掉其它波長紫外光，只允許波長253.7nm通過。經(jīng)過樣品光電傳感器，再經(jīng)過臭氧吸收池后，到達采樣光電傳感器。通過樣品光電傳感器和采樣光電傳感器電信號比較，再經(jīng)過數(shù)學模型的計算，就能得出臭氧濃度大小。

1.2臭氧測試

濃度數(shù)學計算模型

臭氧濃度數(shù)學模型（如公式一）是根據(jù)Lambert and Beer定律推出的。

在這個臭氧濃度計算公式中，只要知道樣品電流、采樣電流和臭氧吸收池距離，那么我們就可以計算出臭氧濃度大小。由于，臭氧吸收池的距離的限制，最大臭氧濃度只能測到300 O3 g/m。

1.3臭氧測試來電路原理的實現(xiàn)

基本電路由電源部分、紫外燈控制、紫外光線樣品檢測、紫外光線采樣檢測，對數(shù)放大器Log100、模擬輸出及顯示六大部分組成。

臭氧測試電路核心部分就是用對數(shù)放大器Log100來實現(xiàn)臭氧濃度數(shù)學模型。LOG100是 14引腳可以對兩個電流或電壓之比進行對數(shù)運算的集成電路，該放大器輸出電流動態(tài)范圍寬，可以在1nA到 1mA之間變化。輸出誤差范圍不超過0.1%?；窘泳€ ，輸出公式： Vout =VT×ln I0/I (注釋：VT---常數(shù)；Vout---輸出電壓)。

臭氧測試來電源部分主要是產(chǎn)生紫外燈需要的高壓電源，同時產(chǎn)生電路板上需要的 15V直流電。紫外燈燈控部分主要是控制紫外燈燈電流在恒定允許范圍之內，過高、過低可以自動調節(jié)，如果調不了說明紫外燈壽命到了，面板上有一個紅燈變亮，提示你應該更換新的紫外燈了。標準紫外光檢測和采樣紫外光檢測部分也是較關鍵部分，.光電傳感器把紫外線的光信號轉換為電壓信號，然后經(jīng)兩次運算放大器進行信號整理放大，送給LOG100進行計算處理后，顯示輸出。模擬輸出0~20mA與臭氧濃度大小是成線性關系的。

2． 臭氧測試

檢測儀主要由低壓紫外燈，光波過濾器、入射紫外光反射器、臭氧吸收池、樣品光電傳感器、采樣光電傳感器、輸出顯示、電路部件構成。

3． 臭氧測試主要技術指標

3.1 可顯示單位：O3 g/m ，mg/ m ；ppm

3.2 測量范圍：0~10 O3 g/m , 0~100 O3 g/m , 0~200 O3 g/m

3.3 檢測極限：10 ppb

3.4 顯示精確度：讀數(shù)的 1 %

3.5 輸入電源：AC110 V/ AC220 V 50~60 HZ

3.6 模擬輸出：0/4~20 mA

4．儀器校準方法

4.1 校準儀器校準

采用德國安思羅斯公司GM—PRO標準臭氧檢測儀對已生產(chǎn)的臭氧檢測儀進行分布選取10個測試點對比，誤差范圍控制在 1 %以內為合格。

4.2臭氧測試化學滴定法

國際公認化學方法即碘化鉀、硫代硫酸鈉滴定法來檢測臭氧濃度。我們也分布選取10個測試點，然后用臭氧檢測儀與化學滴定法測試的10個點進行對比，誤差范圍控制在 1%以內。碘化鉀滴定法原理是用強氧化劑臭氧與碘化鉀反應,使碘游離出來到水里，水就會變?yōu)椴枭?。（反應式?O3 2KI H2O O2 I2 KOH）利用硫代硫酸鈉標準液滴定，使游離碘變?yōu)榈饣c，反應終點為水完全褪色。（反應式：I2 2Na2S2O3 2NaI Na2S4O6）

臭氧測試臭氧濃度：C= (Ana×B×2400) / V0 單位 (mg/l)

(注釋：Ana----硫代硫酸鈉標準溶液用量ml ； B---硫代硫酸鈉標準溶液濃度mol/l；

V0-----臭氧氧化其他取樣體積ml )

5．臭氧測試

臭氧測試結論

本文研制的臭氧濃度檢測儀采用了紫外線吸收法，單點光源、雙光路檢測、體積小、精確度高、穩(wěn)定性好、可以連續(xù)工作；其測量范圍寬，最大測量范圍300 O3 g/m。另外，該檢測儀還具有0/4—20 mA模擬輸出，可以與臭氧發(fā)生器，PID調節(jié)器組成臭氧閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。

參考文獻：

1．《HANDBOOK OF OZONE TECHNOLOGY AND APPLICATIONS》RICE，RIPG，NETZER ANN ARBIR SCIENCE，1982

2．《國外臭氧技術及應用手冊》 德國安思羅斯公司， 王衛(wèi) ，1991

開放分類：2100433B

（1）內箱容積：500公升； （2）臭氧濃度: 300ppm，(0-300)×10-6 ； （3）溫度范圍: (5~ 90)℃±0.5℃； （4）濕度范圍: (10-90)%±2% ； （5）動態(tài)應變: (0-80)%； （6）拉伸頻率: (0.05-0.5)Hz。