冷阴极紫外灯在紫光分光光度方测量COD值上的应用制造技术

本发明专利技术属于分析仪器技术领域，涉及应用于紫外光度法在线COD分析仪。是通过简单电路驱动冷阴极紫外灯同时发出两种波长的光，一灯两用，达到结构简单，易驱动，低成本，使用寿命长的目的。本发明专利技术应用于工业在线分析，如工业废水、自来水等水质下COD值的测量。

【技术实现步骤摘要】
冷阴极紫外灯在紫光分光光度方测量COD值上的应用
本专利技术属于分析仪器
，具体涉及一种冷阴极紫外灯测量COD值的方法。
技术介绍
紫外光度法在线测量COD值是一种新兴的测量方法，研究发现波长254nm的紫外光与COD值的相关性最为理想，但由于污水中含有大量的悬浊物及一些胶体，在测量过程中会对测定的COD值进行修正，需要波长为546nm的可见光测量出水的浊度来修正COD值。能够产生254nm紫外光的光源通常有以下几种:氢灯、氘灯、低压汞灯、氙灯、冷阴极紫外灯（CCFL）。以上几种光源中氢灯、氘灯和低压汞灯都能满足产生254nm紫外光的要求，但它们无法同时发出546nm的可见光，而且工作电流较大，达150mA以上，所产生的254nm紫外光的强度较小，且寿命较短，一般为500小时，通常应用在非连续使用的紫外光度计中。单一光源的紫外分光光度计测量的COD值偏大，与实际值有一定偏差。现有技术中紫外广度法的多使用两种来产生所需要的光源，一种能产生254nm的紫外光，一种能产生546nm的可见光。紫外光度计的结构复杂，为制造何使用带来了麻烦。氙灯虽然可以同时发出254nm的紫外光和546nm的可见光。但是且氙灯本身和其配套的启动控制电路的价格都是十分昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述技术问题，利用能同时发出254nm的紫外光和546nm可见光的冷阴极紫外灯作为测量COD时的光源。冷阴极紫外灯工作时需要在其两端施加一定高压，灯管中的汞原子在高压的作用下会同时释放出波长是254nm的紫外光和546nm的可见光，通过滤光片选择、光电管接收、并配套相应的信号处理电路可以实现COD值的测量。本专利技术的主要技术方案如下：冷阴极紫外灯在紫外光度法测量COD值上的应用，其特征在于将冷阴极紫外灯作为紫外光度法测量COD值的测量光源，在其两端施加高压作为启动电压，持续一段时间，灯管被点亮后，施加维持电压，光线通过光路系统中的干涉滤光片进行选择、光电管接收、配套电路将光信号转变为电信号即可实现COD值的测量。一般地，启动冷阴极紫外灯时，启动电压的电压值为1500～1800V，持续时间1-2秒。所述维持电压的电压值为500～800V。所述紫外光度法测量COD值的光路系统由冷阴极紫外灯、石英窗口、干涉滤光片、光电转换器四部分组成。所述灯管的供电是交流正弦波，频率为40～80kHz。所述冷阴极紫外灯的结构是一个密闭的气体放电管，在气体放电管的两端是冷阴极，采用镍、钽或者锆金属做成；灯管内含有作为放电的触媒惰性气体氩气、氖气、氪气和汞气。所述干涉滤光片半峰值带宽为12nm。本专利技术冷阴极紫外灯工作时需要在其两端施加一定高压，灯管中的汞原子在高压的作用下会同时释放出波长是254nm的紫外光和546nm的可见光，通过滤光片选择、光电管接收、并配套相应的信号处理电路可以实现COD值的测量。冷阴极紫外灯的结构是一个密闭的气体放电管，在气体放电管的两端是冷阴极，采用镍、钽和锆等金属做成，无须加热即可发射电子。灯管内主要是惰性气体氩气和少量的氖气和氪气作为放电的触媒，再有就是少量的汞气。在两端加一定高压(这个电压为启动电压，电压值为1500～1800V)时，灯管中的汞原子在高压的作用下会释放出紫外光，波长大约是254nm。这个点亮的过程很短，持续时间为1～2s。灯管被点亮后，由于内部气体性质发生了变化，此时只需要比启动电压低很多的一个小电压(这个电压为维持电压，电压值为500～800V)就可以维持灯管继续点亮，而且亮度不会发生变化。冷阴极紫外灯是一个非线性负载，灯管的供电必须是交流正弦波，频率为40～80kHz。此类产品具有高亮度、高功效、高寿命、低功耗和良好的耐震动性；能在低温时快速启动，且体积小，重量轻，易驱动等特点。有益效果：1、一个灯源，产生两种光，结构简单，易于使用。2、能在低温时快速启动，且体积小，重量轻，易驱动。3、价格低廉，成本低。4、COD值测量准确。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图。图1中，1-冷阴极灯；2-石英窗口；3-干涉滤光片；4-光电转化器。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术加以详细描述。本实施例是一个冷阴极紫外灯在紫外光度法测量COD分析仪中的整体光路系统，由驱动、滤波、光电转换后实现测量COD值的目的。其工作过程如下：如附图1所示，通过本专利技术驱动冷阴极灯1正常稳定工作后，选择具有优良的透紫外性能的远紫外光学石英玻璃（JGS1）作为石英窗口2。光线穿透过石英窗口2，再经过半峰值带宽(峰值的一半)为12nm的干涉滤光片3，实现对特定频率光线254nm和546nm的紫外光信号的选择。这两个特定的光信号通过硅光电二极管作为光电转化器4转换成电信号，产生大致与光量成正比的光电流,再将该电信号换算为相应的COD值，达到测量COD值的目的。实施例1在冷阴极紫外光两端加电压值为1500V的启动电压，灯管中的汞原子在高压的作用下会释放出紫外光，波长大约是254nm。这个点亮的过程很短，持续时间为1～2s。灯管被点亮后，由于内部气体性质发生了变化，将电压降为500V作为维持电压，维持灯管继续点亮，而且亮度不会发生变化。冷阴极紫外灯是一个非线性负载，灯管的供电必须是交流正弦波，频率为50kHz。通过本专利技术驱动冷阴极灯1正常稳定工作后，选择具有优良的透紫外性能的远紫外光学石英玻璃（JGS1）作为石英窗口2。光线穿透过石英窗口2，再经过半峰值带宽(峰值的一半)为12nm的干涉滤光片3，实现对特定频率光线254nm和546nm的紫外光信号的选择。这两个特定的光信号通过硅光电二极管作为光电转化器4转换成电信号，产生大致与光量成正比的光电流,再将该电信号换算为相应的COD值。将用重铬酸钾法测试COD值为55.21mg/L和133.32mg/L的样品1和样品2,作为测试用样品，使用冷阴极紫外灯作为光源的紫外分光光度计法进行测量，样品1和样品2的COD值分别为55.76mg/L和132.69mg/L.使用两种方法测量的COD值一致，使用冷阴极紫外灯作为光源的紫外分光光度计法测COD有较高的准确性。实施例2在冷阴极紫外光两端加电压值为1700V的启动电压，灯管中的汞原子在高压的作用下会释放出紫外光，波长大约是254nm。这个点亮的过程很短，持续时间为1～2s。灯管被点亮后，由于内部气体性质发生了变化，将电压降为650V作为维持电压，维持灯管继续点亮，而且亮度不会发生变化。冷阴极紫外灯是一个非线性负载，灯管的供电必须是交流正弦波，频率为65kHz。通过本专利技术驱动冷阴极灯1正常稳定工作后，选择具有优良的透紫外性能的远紫外光学石英玻璃（JGS1）作为石英窗口2。光线穿透过石英窗口2，再经过半峰值带宽(峰值的一半)为12nm的干涉滤光片3，实现对特定频率光线254nm和546nm的紫外光信号的选择。这两个特定的光信号通过硅光电二极管作为光电转化器4转换成电信号，产生大致与光量成正比的光电流,再将该电信号换算为相应的COD值。将用重铬酸钾法测试COD值为55.21mg/L和133.32mg/L的样品1和样品2,作为测试用样品，使用冷阴极紫外灯作为光源的紫外分光光度计法进行测量，样品1和样品2的COD值分别为54.85mg/L和133.03m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷阴极紫外灯在紫外光度法测量COD值上的应用，其特征在于将冷阴极紫外灯作为紫外光度法测量COD值的测量光源，在其两端施加高压作为启动电压，持续一段时间，灯管被点亮后，施加维持电压，光线通过光路系统中的干涉滤光片进行选择、光电管接收、配套电路将光信号转变为电信号即可实现COD值的测量。

【技术特征摘要】
1.一种冷阴极紫外灯在紫外光度法测量COD值上的应用，其特征在于将冷阴极紫外灯作为紫外光度法测量COD值的测量光源，在其两端施加高压作为启动电压，持续一段时间，灯管被点亮后，施加维持电压，光线通过光路系统中的干涉滤光片进行选择、光电管接收、配套电路将光信号转变为电信号即可实现COD值的测量。2.如权利要求1所述应用，其特征在于启动冷阴极紫外灯时，启动电压的电压值为1500～1800V，持续时间1-2秒。3.如权利要求1所述的应用，其特征在于维持电压的电压值为500～800V。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕静文，万宁，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，南化集团研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32