臭氧浓度测量系统及使用该系统测量臭氧浓度的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种臭氧浓度测量系统及使用该系统测量臭氧浓度的方法，包括测量室、紫外光源、紫外光探测器、臭氧涤除器、零点调节模块和进气控制开关，需要测量臭氧浓度的样气由所述进气控制开关控制择一进入测量室或者进入臭氧涤除器；所述臭氧涤除器用于去除样气中的臭氧，输出不含臭氧的背景气，该背景气接入所述测量室；该测量系统在一个测量周期内进行样气测量和背景气测量；所述零点调节模块电连接所述紫外光探测器，其通过自身的电信号调节，使得该测量系统在每个测量周期的背景气测量时的输出浓度电压为固定值。所述臭氧浓度测量系统及使用该系统测量臭氧浓度的方法，克服较零误差，提高臭氧浓度测量精度，且测量臭氧浓度具有良好的稳定性。度具有良好的稳定性。度具有良好的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
臭氧浓度测量系统及使用该系统测量臭氧浓度的方法


[0001]本专利技术涉及臭氧浓度测量
，具体涉及一种臭氧浓度测量系统，还涉及一种使用该系统测量臭氧浓度的方法。

技术介绍

[0002]臭氧是大气中化学性质异常活泼的微量气体，具有强氧化性，是城市环境空气的污染物之一。目前国内外的臭氧浓度分析仪大多采用电化学法或紫外光度法。电化学法的臭氧分析仪寿命短且维护成本高，而紫外光度法的臭氧分析仪具有无毒、无腐蚀性、响应迅速、可连续在线监测等特点，成为臭氧监测的主流方法。
[0003]紫外光度法是利用臭氧分子在紫外光谱段具有强烈的吸收特性，需要测量臭氧浓度的样气和紫外光均接入测量室，在测量室内部分紫外光被样气中的臭氧吸收，通过紫外光探测器探测没有被臭氧吸收的紫外光强度，根据郎伯比尔定律就可以计算出样气中的臭氧浓度。
[0004]现有紫外光度法臭氧分析仪通过比较零空气通过测量室后的紫外光强度与样品空气通过测量室后的紫外光强度实现仪器较零，这里的零空气指不含臭氧、氮氧化物、碳氢化合物及任何产生紫外线吸收的其它物质。在实际检测过程中零点标准气源(即上述的“零空气”)一致性较差、且容易受到环境影响，造成分析仪较零误差，影响测量精度。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中紫外光度法臭氧浓度分析仪受到仪器较零误差影响造成测量精度低的问题，提供一种臭氧浓度测量系统及使用该系统测量臭氧浓度的方法，克服较零误差，提高臭氧浓度测量精度，且测量臭氧浓度具有良好的稳定性。r/>[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种臭氧浓度测量系统，包括测量室、紫外光源和紫外光探测器，所述紫外光源用于向所述测量室内入射紫外光，所述紫外光探测器用于检测所述测量室出射的紫外光强度，其特征在于：还包括臭氧涤除器、零点调节模块和进气控制开关，需要测量臭氧浓度的样气由所述进气控制开关控制择一进入所述测量室或者进入所述臭氧涤除器；所述臭氧涤除器用于去除样气中的臭氧，输出不含臭氧的背景气，该背景气接入所述测量室；该测量系统在一个测量周期内进行样气测量和背景气测量；所述零点调节模块电连接所述紫外光探测器，其通过自身的电信号调节，使得该测量系统在每个测量周期的背景气测量时的输出浓度电压为固定值，实现该测量系统的自动较零。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，所述零点调节模块包括电压放大器、电压调节器和运算放大器；所述电压放大器电连接所述紫外光探测器，用于放大所述紫外光探测器的输出电压至参比电压；所述电压调节器用于产生电压值可调的电压信号；所述电压放大器的输出端和所述电压调节器的输出端均连接所述运算放大器的反相输入端，所述运算放大器的正相输入端接地，其输出端配置为该测量系统的测量输出端。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，每个测量周期的背景气测量时，调节所述电压调节器的输出电压，当所述参比电压、电压调节器的输出电压和所述运算放大器的输出电压三者的和为固定值时，完成该测量系统的自动较零。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述电压调节器包括电压粗调调节器和电压细调调节器，所述电压粗调调节器和电压细调调节器的输出端均连接所述运算放大器的反相输入端。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述电压调节器连接单片机，通过所述单片机编程控制调节所述电压调节器的输出电压值。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，该测量系统还包括紫外光强调节模块，所述紫外光强调节模块用于通过调节所述紫外光源的电压，使得所述紫外光源的电流为恒定值。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述紫外光强调节模块通过调节所述紫外光源的电压，使得所述紫外光源的电流恒定在10mA。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，该测量系统还包括PTF补偿模块，所述PTF补偿模块连接所述测量室，其用于实时根据所述测量室内的压力、温度和样气流量，对臭氧浓度计算结果进行补偿。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述进气控制开关配置为电磁阀。
[0015]基于相同的专利技术构思，本专利技术还提供了一种使用所述测量系统测量臭氧浓度的方法，包括以下步骤，
[0016]S01需要测量臭氧浓度的样气由进气控制开关控制择一进入测量室或者进入臭氧涤除器，所述臭氧涤除器用于去除样气中的臭氧，输出不含臭氧的背景气，该背景气接入所述测量室；通过所述进气控制开关控制在一个测量周期内交替接入样气和背景气至所述测量室，分别进行样气测量和背景气测量；
[0017]S02具有恒定光强的紫外光向所述测量室内入射，所述测量室内紫外光被臭氧吸收，没有被臭氧吸收的紫外光从所述测量室出射；
[0018]S03较零测量系统：调节零点调节模块的电信号，使得测量系统在每个测量周期的背景气测量时的输出浓度电压为固定值；
[0019]S04紫外光探测器探测从所述测量室出射的紫外光强度；
[0020]S05根据以下公式计算出样气中的臭氧浓度：
[0021][0022]式(1)中a为臭氧在254nm紫外光的吸收系数；l为紫外光光程长度；T为样气温度；P为样气压力；L为臭氧损失的校正因子；I为样气测量下测得的紫外光强度；I0为背景气测量下测得的紫外光强度。
[0023]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0024]本专利技术所述的臭氧浓度测量系统及使用该系统测量臭氧浓度的方法，测量周期内样气和背景气交替接入测量室，实际的臭氧浓度为接入样气时测得的臭氧浓度减去接入背景气时测得的臭氧浓度，一方面使用臭氧涤除器去除掉样气中的臭氧获得一致性极好的背景气，利于提高测量精度；另一方面，接入零点调节模块，在每个测量周期的背景气周期调节相关电信号，使得在每个测量周期的背景气周期内系统输出电压浓度均为固定值，由此
实现测量系统零误差自动较零，提高臭氧浓度测量精度，且测量臭氧浓度具有良好的稳定性。
附图说明
[0025]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中
[0026]图1为本专利技术优选实施例中臭氧浓度测量系统的结构框图；
[0027]图2为本专利技术优选实施例中零点调节模块的电路原理图；
[0028]图3为本专利技术优选实施例中紫外光强调节模块的电流采样单元电路原理图；
[0029]图4为本专利技术优选实施例中紫外光强调节模块的第二部分电路原理图。
[0030]说明书附图标记说明：
[0031]2‑
测量室，4
‑
紫外光源，6
‑
紫外光探测器，8
‑
臭氧涤除器，10
‑
零点调节模块，12
‑
进气控制开关，14
‑
紫外光强调节模块，141
‑
电流采样单元，16
‑
PTF补偿模块。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种臭氧浓度测量系统，包括测量室、紫外光源和紫外光探测器，所述紫外光源用于向所述测量室内入射紫外光，所述紫外光探测器用于检测所述测量室出射的紫外光强度，其特征在于：还包括臭氧涤除器、零点调节模块和进气控制开关，需要测量臭氧浓度的样气由所述进气控制开关控制择一进入所述测量室或者进入所述臭氧涤除器；所述臭氧涤除器用于去除样气中的臭氧，输出不含臭氧的背景气，该背景气接入所述测量室；该测量系统在一个测量周期内进行样气测量和背景气测量；所述零点调节模块电连接所述紫外光探测器，其通过自身的电信号调节，使得该测量系统在每个测量周期的背景气测量时的输出浓度电压为固定值，实现该测量系统的自动较零。2.根据权利要求1所述的臭氧浓度测量系统，其特征在于：所述零点调节模块包括电压放大器、电压调节器和运算放大器；所述电压放大器电连接所述紫外光探测器，用于放大所述紫外光探测器的输出电压至参比电压；所述电压调节器用于产生电压值可调的电压信号；所述电压放大器的输出端和所述电压调节器的输出端均连接所述运算放大器的反相输入端，所述运算放大器的正相输入端接地，其输出端配置为该测量系统的测量输出端。3.根据权利要求2所述的臭氧浓度测量系统，其特征在于：每个测量周期的背景气测量时，调节所述电压调节器的输出电压，当所述参比电压、电压调节器的输出电压和所述运算放大器的输出电压三者的和为固定值时，完成该测量系统的自动较零。4.根据权利要求2所述的臭氧浓度测量系统，其特征在于：所述电压调节器包括电压粗调调节器和电压细调调节器，所述电压粗调调节器和电压细调调节器的输出端均连接所述运算放大器的反相输入端。5.根据权利要求2所述的臭氧浓度测量系统，其特征在于：所述电压调节器连接单片机，通过所述单片机编程控制调节所述电压调节器的输出电压值。...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪文进，倪俊，王淑建，
申请(专利权)人：苏州天一信德环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：