[发明专利]臭氧检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测存在于气体例如空气中的臭氧的臭氧检测装 置。

背景技术

目前，NO_x、SPM(悬浮微粒物质)和光化学氧化剂引起空气污染，并 且对环境的影响被认为是一个问题。例如，从工厂、办公室和汽车排出的 污染物比如NO_x或烃在该污染物受到太阳光辐照时的光化学反应，产生主 要含有强氧化物质比如臭氧的光化学氧化剂，并且该光化学氧化剂导致光 化学烟雾。

光化学氧化剂几乎由臭氧构成，并且各地的测量局通过自动测量方法 比如紫外线吸收法测量臭氧的浓度。通过这种自动测量方法进行的臭氧气 体浓度测量可以测量微量的气体，即，几个ppb的气体，但是该测量是昂 贵的，并且需要恒定的设置以保持精度。而且，在通过这些设备进行的自 动测量中，始终需要电力，并且维护和管理是必要的，因此需要巨大的成 本。另外，对于这些测量，温控安装环境和校准用标准气体必须得到保证。

为了准确地研究环境中的气体浓度分布，并且评价对地域环境的影响， 必需增加观测点的数量并且在全国范围内进行测量和研究。然而，在许多 观测点，很难进行上述自动测量方法。因此，出现了对易使用、小型、廉 价的臭氧气体分析器和简单的测量方法的需求。

近来，臭氧由于具有强的杀菌力(氧化力)并且在分解之后变为氧以及 产生无害物质，引起了注意。这使得臭氧的应用扩大至各个工业领域，比 如水处理、食品杀菌和纸漂白。相应地，作为劳动环境标准，对臭氧浓度 设定了100ppb和8小时的参考值。在使用臭氧的工厂中，不仅必需安装 臭氧报警器，而且必需维持其中每一个工人都在劳动标准的范围内工作的 状态。这需要一种可以由工人携带的测量装置。

在这些情况下，臭氧气体测量技术目前已经得到了广泛的开发。实例 是半导体气体传感器、固态电解质气体传感器、电化学气体传感器和石英 振荡气体传感器。然而，这些传感器是为了评价短时间响应而开发的，并 且只有很少的传感器是为了监测需要的测量数据累积而开发的。因此，当 必需累积测量数据时，必需始终操作传感器。此外，例如半导体传感器的 传感单元必需保持在几百℃，因而始终需要大量的电力以恒定地操作该传 感器。

而且，上述传感器具有约亚ppm的灵敏度，因此不能测量在实际环境 中的浓度，例如，不能测量10ppb的臭氧。尽管一些半导体传感器对10ppb 的臭氧起反应，但是对于浓度，传感器的输出是非线性的，并且从一个传 感器到另一个传感器的输出值极大地变化。这样使得在使用不同传感器时 难以比较。而且，在很多情况下，另外的气体的影响不能被忽略。

还有一种使用检测管式气体测量装置的方法。不幸的是，这种方法也 是为了局部测量在测量点的非常短时间的浓度而开发的。这使得难于获得 长期累积的测量数据。另外，这种使用检测管的方法要求在测量场所有操 作员，并且还造成以下测量精度问题：不同的操作员有差别地读取测量之 间的颜色变化。

另一方面，提出了担载淀粉和碘化钾的臭氧检测纸作为一种简易、高 灵敏度的臭氧分析技术(参见参考文献1：日本专利3257622)。然而，在 参考文献1中公开的这种技术需要用于强制抽吸被检测气体的泵、用于测 量的光源和用于驱动包括所述泵和光源的检测器的电力。而且，需要特殊 的片状载体，并且每当进行测量都必需更换该载体。这样使得累积测量困 难。此外，使用上述检测纸的测量检测所有的光化学氧化剂，而不是臭氧。