臭氧檢測儀檢測原理

臭氧檢測儀的檢測原理有半導(dǎo)體原理（英國E2V）、電化學(xué)檢測原理、紫外光法原理等。這里主要來介紹的是第三種方法，即紫外光法。

臭氧檢測儀主要是用于臭氧制備車間（臭氧發(fā)生器、臭氧廠房等）、化工、石油、造紙、紡織、制藥和香精香料工業(yè)、水處理、食品醫(yī)藥滅菌車間等場合 。

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(gòu)成。

我們知道地球大氣層上有一層臭氧層，科學(xué)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(huì)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(biāo)準(zhǔn)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(dá)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(hào)比較，再經(jīng)過數(shù)學(xué)模型的計(jì)算，就能得出臭氧濃度大小。

臭氧濃度數(shù)學(xué)模型（如公式一）是根據(jù)Lambert and Beer定律推出的。在這個(gè)臭氧濃度計(jì)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(jì)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。

基本電路由電源分、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。

電路核心部分就是用對數(shù)放大器Log100來實(shí)現(xiàn)臭氧濃度數(shù)學(xué)模型。LOG100是 14引腳可以對兩個(gè)電流或電壓之比進(jìn)行對數(shù)運(yùn)算的集成電路，該放大器輸出電流動(dòng)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%。基本接線，輸出公式： Vout =VT×ln I0/I (注釋：VT---常數(shù)；Vout---輸出電壓)。

電源部分主要是產(chǎn)生紫外燈需要的高壓電源，同時(shí)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(nèi)，過高、過低可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，如果調(diào)不了說明紫外燈壽命到了，面板上有一個(gè)紅燈變亮，提示你應(yīng)該更換新的紫外燈了。標(biāo)準(zhǔn)紫外光檢測和采樣紫外光檢測部分也是較關(guān)鍵部分，.光電傳感器把紫外線的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后經(jīng)兩次運(yùn)算放大器進(jìn)行信號(hào)整理放大，送給LOG100進(jìn)行計(jì)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(guān)系的 。

顯示單位：O3 g/m ，mg/ m ；ppm 、ppb

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

檢測極限：10 ppb

顯示精確度：讀數(shù)的 1 %

輸入電源：AC110 V/ AC220 V 50~60 HZ

模擬輸出：0/4~20 mA

校準(zhǔn)儀器校準(zhǔn) ：采用紫外光法臭氧檢測儀對已生產(chǎn)的臭氧檢測儀進(jìn)行分布選取10個(gè)測試點(diǎn)對比，誤差范圍控制在 1 %以內(nèi)為合格。

化學(xué)滴定法 ：國際公認(rèn)化學(xué)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(gè)測試點(diǎn)，然后用臭氧檢測儀與化學(xué)滴定法測試的10個(gè)點(diǎn)進(jìn)行對比，誤差范圍控制在 1%以內(nèi)。碘化鉀滴定法原理是用強(qiáng)氧化劑臭氧與碘化鉀反應(yīng),使碘游離出來到水里，水就會(huì)變?yōu)椴枭?。（反?yīng)式： O3 2KI H2O O2 I2 KOH）利用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定，使游離碘變?yōu)榈饣c，反應(yīng)終點(diǎn)為水完全褪色。（反應(yīng)式：I2 2Na2S2O3 2NaI Na2S4O6）

臭氧濃度：C= (Ana×B×2400) / V0 單位 (mg/l)

(注釋：Ana----硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液用量ml ； B---硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度mol/l；

V0-----臭氧氧化其他取樣體積ml )

本文研制的臭氧濃度檢測儀采用了紫外線吸收法，單點(diǎn)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(diào)節(jié)器組成臭氧閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

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

2．《國外臭氧技術(shù)及應(yīng)用手冊》

水中臭氧檢測儀概述：

PGD3-W-O3水中臭氧濃度檢測儀，采用原裝進(jìn)口微控元件。它能準(zhǔn)確測量水中臭氧的濃度，為您的安全生產(chǎn)提供保障。用于0～20mg/L的濃度范圍，分辨率達(dá)到0.01mg/L，能適應(yīng)-20～60℃環(huán)境中，標(biāo)準(zhǔn)4～20mA輸出，以及RS232、RS485通訊接口。

水中臭氧檢測儀產(chǎn)品特點(diǎn)：

* 采用原裝進(jìn)口微控元件

* 操作簡單方便，專注標(biāo)準(zhǔn)值，報(bào)警，4～20mA輸出

* 用戶可自行修正標(biāo)準(zhǔn)濃度值

* 故障自檢、自動(dòng)校準(zhǔn)功能、減小測量誤差

* 用戶可自行設(shè)定高低報(bào)警值

* 一鍵恢復(fù)出廠設(shè)定

* 操作簡便，連通即可用

水中臭氧檢測儀技術(shù)參數(shù):

測量范圍:0～1mg/L（PPM）、0～20mg/L(PPM) 可選

準(zhǔn) 確 度:±0.02 mg/L（PPM）

分 辨 率:0.01 mg/L（PPM）

重 復(fù) 度:±0.01 mg/L（PPM）

線性誤差:<0.1%(F.S)

零點(diǎn)飄移:<0.1 mg/L

功 率：<3W

顯 示:4位主體顯示 3位溫度顯示

標(biāo)準(zhǔn)配置:主機(jī)、臭氧電極探頭、恒流器

電 壓:DC12V（隨機(jī)附送AC220轉(zhuǎn)換DC12V的適配器。）

輸 出：RS232，485，4～20mA可選

報(bào) 警：繼電器220V 3A

使用環(huán)境：-20～60℃

相對濕度：0～95%RH

重 量：1.5KG

外殼尺寸：155mm×135mm×75mm