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臭氧水检测仪

1. 德国安思罗斯公司臭氧水检测基本原理

1.1检测原理

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。

1.2臭氧水检测仪

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。

1.3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。模拟输出0~20mA与臭氧浓度大小是成线性关系的。

2. 臭氧水检测仪

基本结构

检测仪主要由低压紫外灯,光波过滤器、入射紫外光反射器、臭氧吸收池、样品光电传感器、采样光电传感器、输出显示、电路部件构成。(如图2)

3. 主要技术指标

3.1 可显示单位:O3 g/m ,mg/ m ;ppm

3.2 测量范围:0~10 O3 g/m , 0~100 O3 g/m , 0~200 O3 g/m

3.3 检测极限:10 ppb

3.4 显示精确度:读数的 +1 %

4.仪器校准方法

4.1 校准仪器校准

采用德国安思罗斯公司GM-PRO标准臭氧检测仪对已生产的臭氧检测仪进行分布选取10个测试点对比,误差范围控制在+1 %以内为合格。

4.2化学滴定法

国际公认化学方法即碘化钾、硫代硫酸钠滴定法来检测臭氧浓度。我们也分布选取10个测试点,然后用臭氧检测仪与化学滴定法测试的10个点进行对比,误差范围控制在 +1%以内。碘化钾滴定法原理是用强氧化剂臭氧与碘化钾反应,使碘游离出来到水里,水就会变为茶色。(反应式: O3+2KI+H2O O2+I2+KOH)利用硫代硫酸钠标准液滴定,使游离碘变为碘化钠,反应终点为水完全褪色。(反应式:I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6)

参考文献:

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

2.《国外臭氧技术及应用手册》 德国安思罗斯公司, 王卫 ,1991

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