一种便携式高浓度臭氧校准源制造技术

本发明专利技术公开了一种便携式高浓度臭氧校准源，主要包括开关阀、流量控制模块、主控制模块、温控模块、臭氧发生模块、臭氧检测模块、组合阀、混合室、电源模块。设定产生臭氧时开关阀自动开启，纯氧气进入仪器，通过流量控制器控制进入氧气流量的大小，氧气进入臭氧发生模块经过高压电离后产生臭氧，产生的臭氧再进入臭氧检测模块，主控制模块反馈调节臭氧发生模块的发生效率，从而实时产生稳定的臭氧；主控模块会监测检测模块内的温度和压力、间断切换组合阀内部气流方向，从而实现对输出臭氧浓度实时的校正，最终产生的臭氧经过混合室缓冲后，提供给用户使用。本发明专利技术结构紧凑、操作简单、稳定可靠、可产生臭氧浓度范围大、可实现远程控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种便携式高浓度臭氧校准源，应用于大气环境监测领域，为臭氧分析仪器现场的校准或检查提供源气。
技术介绍
臭氧近来成为环境空气中的首要污染物，是全国将来一段时间大气污染研宄和控制的重点。环境空气中的臭氧是光化学烟雾的中间产物，主要来自于挥发性有机物、氮氧化物的光解。臭氧通常被认为是一个地点污染水平的基准，成为美国环境保护局(EPA)规定世界6种最严重污染物中的一种，所以对其进行大范围的长期监测，提供区域污染背景成为污染治理的必要条件。新近颁布的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)已经把臭氧8小时浓度限值纳入其中。环境空气中的臭氧监测以在线监测设备为主，HJ654-2013《环境空气气态污染物(so2、no2、o3、co)连续自动监测系统技术要求及检测方法》中推荐的两种主要方法为:紫外吸收法和差分吸收光谱法。基于差分吸收光谱法的开放光程臭氧监测仪器，可监测区域范围内的臭氧浓度，在对仪器进行考核校准时根据其使用要求，需通入高浓度(达到几十甚至几百PPM)的臭氧进行校准或检查。由于臭氧本身是不稳定的气体，无法存储与钢瓶内，因而需要现场产生臭氧以供使用。目前在国内外大多以低浓度臭氧校准源为主1ppm)，而高浓度臭氧校准源(达到数百甚至上千PPM)很少有。少量存在的高浓度臭氧校准源也有明显的缺点:成本高、体积大、响应慢、操作复杂、稳定性差、无法实现自动化控制等。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是设计一款可为臭氧分析仪提供高浓度臭氧校准气的便携式高浓度臭氧校准源。为达到以上效果，本专利技术采用了以下技术方案: 一种便携式高浓度臭氧校准源，其特征在于:包括有机箱、主控制模块，机箱的后面板上设有氧气入口、臭氧出口，氧气入口外接纯氧气源，氧气入口位于机箱内连接管路，管路上依次设有开关阀、流量控制模块、三通接头，三通接头的另两端分别通过管路连接压力检测单元、组合阀，组合阀的另三端分别通过管路连接臭氧发生模块的输入端、臭氧检测模块的输出端、混合室的输入端，臭氧发生模块的输出端与臭氧检测模块的输入端通过管路连接，混合室的输出端通过管路连接臭氧出口 ；所述的主控制模块通过电路接线连接开关阀、流量控制模块、压力检测单元、臭氧发生模块、臭氧检测模块、温控模块、通讯接口、触摸显示屏、电源模块，温控模块与臭氧检测模块电连接，电源模块还通过电路接线与温控模块电连接。所述的一种便携式高浓度臭氧校准源，其特征在于:所述的流量控制模块包括流量传感器、比例调节阀和电路板，可根据用户需求设定通过气流的大小，保持气流的稳定性。所述的一种便携式高浓度臭氧校准源，其特征在于:所述的组合阀包括有两只两位三通电磁阀和底座。所述的一种便携式高浓度臭氧校准源，其特征在于:所述的臭氧发生模块包括有一个上端敞开的腔体、腔体盖板，腔体的两端分别设有氧气进口、臭氧出口，氧气进口、臭氧出口分别密封固定有气路接头，腔体的上端与腔体盖板之间设有腔体密封圈，腔体内中部设有电极引出座，腔体上端横设有臭氧陶瓷片，电极引出座中设有电极，电极上端贯穿臭氧陶瓷片和腔体盖板，伸出腔体盖板外的电极上套设有电极密封圈，电极与高压电源连接。所述的一种便携式高浓度臭氧校准源，其特征在于:所述的臭氧检测模块包括有探测器盒、挡板盒、检测气室、光源座，检测气室的左、右两侧分别设有台阶孔，两侧台阶孔中分别设有一个窗片，窗片的两侧分别设有一个O型圈，检测气室的上端和前端面上分别设有进气口、出气口，检测气室的进气口、出气口处分别设有一个卡套接头，检测气室的左、右两侧分别固定有挡板盒、气室转接板，挡板盒上与检测气室的左侧台阶孔接触处开孔；挡板盒中设有挡板，挡板盒外固定有旋转电磁铁，挡板与旋转电磁铁相连接，探测器盒中设有探测器电路板、滤光片，滤光片通过压圈固定在探测器盒的右侧内壁上，探测器电路板上设有探测器，探测器盒上盖设有探测器盒盖；光源座中设有汞灯光源、铂电阻温度传感器、加热棒，光源座的前端设有隔热垫并固定在气室转接板上，探测器与挡板盒上的孔的中心、窗片的中心、汞灯光源在一条直线上，汞灯光源发出光透过检测气室，经滤光片后被探测器接收，旋转电磁铁带动挡板旋转，实现光信号和背景信号的切换测量。所述的一种便携式高浓度臭氧校准源，其特征在于:所述的温控模块的输入、输出端分别与臭氧检测模块中的铂电阻温度传感器、加热棒连接。所述的一种便携式高浓度臭氧校准源，其特征在于:所述的汞灯光源通过光源锁紧环固定在光源座中。所述的一种便携式高浓度臭氧校准源，其特征在于:所述的隔热垫采用5_厚硅胶材质的隔热垫。所述的一种便携式高浓度臭氧校准源，其特征在于:所述的挡板盒底留有用于穿过旋转电磁铁的旋转杆的孔。所述的一种便携式高浓度臭氧校准源，其特征在于:所述的光源座侧边开有用于安装铂电阻温度传感器的内螺纹孔。所述管路在臭氧发生模块之后须采用聚四氟材料等耐腐蚀管。本专利技术的基本原理在于:1、臭氧产生原理是基于高压电离产生臭氧，通过在臭氧陶瓷片加载一定的高压使其周围的氧气(或零空气)电离产生臭氧，臭氧产生的效率与加载的电压、气体的流量、温度和压力有关。2、检测原理是基于臭氧在紫外253.7nm的线性吸收来实现对臭氧的测量。本专利技术在经过高级别的臭氧源检定后即臭氧溯源后，可作为工作标准用于现场臭氧分析仪(如长光程DOAS气体分析仪)的校准或检查。本专利技术的工作过程是:氧气输入口与纯氧(或零空气)连接，开关阀开启后，纯氧气(或零空气)进入，通过流量控制模块控制进入氧气(或零空气)流量的大小，氧气进入臭氧发生模块经过高压电离后产生臭氧，产生的臭氧再进入臭氧检测模块，根据检测的结果主控制模块会反馈调节臭氧发生模块的高压信号，实现比例-积分-微分(PID)的反馈调节；主控制模块定时控制切换组合阀内部气流方向，用于对暗电流、参考信号的定期校正；主控制模块同时会根据检测模块内的温度和压力检测值对臭氧检测进行实时的校正，最终产生的臭氧经过混合室缓冲后，提供给用户使用。本专利技术的优点是: (I)体积小，轻便；(2 )操作简单；(3 )稳定性高；(4)响应时间短；(5 )成本低；(6 )功耗小；(7 )可实现远程控制。【附图说明】图1是本专利技术的总示意图。图2位臭氧发生模块的结构示意图。图3是臭氧检测模块的结构示意图。图4是本专利技术臭氧检测模块中检测气室的A向视图。图5是本专利技术臭氧检测模块中挡板的通断电状态示意图。【具体实施方式】如图1所示，一种便携式高浓度臭氧校准源，包括有机箱18、主控制模块6，机箱18的后面板上设有氧气入口 1、臭氧出口 16，氧气入口 I外接纯氧气源，氧气入口 I位于机箱18内连接管路2，管路2上依次设有开关阀3、流量控制模块4、三通接头8，三通接头8的另两端分别通过管路2连接压力检测单元7、组合阀12，组合阀12的另三端分别通过管路2连接臭氧发生模块10的输入端、臭氧检测模块11的输出端、混合室15的输入端，臭氧发生模块10的输出端与臭氧检测模块11的输入端通过管路2连接，混合室15的输出端通过管路2连接臭氧出口 16 ;所述的主控制模块6通过电路接线5连接开关阀3、流量控制模块4、压力检测单元7、臭氧发生模块10、臭氧检测模块11、温控模块13、通讯接口 17、触摸显示屏9、电源模块14，温控模块13与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式高浓度臭氧校准源，其特征在于：包括有机箱、主控制模块，机箱的后面板上设有氧气入口、臭氧出口，氧气入口外接纯氧气源，氧气入口位于机箱内连接管路，管路上依次设有开关阀、流量控制模块、三通接头，三通接头的另两端分别通过管路连接压力检测单元、组合阀，组合阀的另三端分别通过管路连接臭氧发生模块的输入端、臭氧检测模块的输出端、混合室的输入端，臭氧发生模块的输出端与臭氧检测模块的输入端通过管路连接，混合室的输出端通过管路连接臭氧出口；所述的主控制模块通过电路接线连接开关阀、流量控制模块、压力检测单元、臭氧发生模块、臭氧检测模块、温控模块、通讯接口、触摸显示屏、电源模块，温控模块与臭氧检测模块电连接，电源模块还通过电路接线与温控模块电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张帅，钱江，叶丛雷，薛宁，兰芳芳，汪诚，杨满玲，
申请(专利权)人：安徽蓝盾光电子股份有限公司，安徽省安光环境光学工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34