[实用新型]一体化光学臭氧产量检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用光学方法检测臭氧产量的设备。特别是涉及一种可以同时检测臭氧发生器所产生的臭氧浓度和流量，进而计算出实际臭氧产量的一体化光学臭氧产量检测装置。

背景技术

臭氧发生器被广泛应用于水处理，食品保鲜，杀菌消毒等领域。目前为了准确控制臭氧发生器的臭氧产量，一般需要检测臭氧的浓度和流量，进而计算出臭氧产量。为了检测臭氧的浓度和流量，目前需要分别采用两类不同的设备：臭氧浓度计和气体流量计。

臭氧浓度检测一般采用化学分析法(碘量法，硼酸碘化钾吸光光度法，靛蓝二黄酸钠分光光度法)和仪器分析法(乙烯发光光度法，紫外吸光光度法)，其中以紫外吸光光度法最为常用。该法利用臭氧对254纳米波长的紫外线特征吸收的特性，依据朗伯-比尔定律测量紫外线通过臭氧的光强变化来检测臭氧浓度。

气体流量检测一般采用压差式，速度式或容积式流量计。压差式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来测量流量的仪表，由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。其测量精度受流量检测件的加工精度和安装误差影响加大，精确度难于提高，测量范围度窄，长期使用精度难以保证。速度式流量计易受管道震动影响，难于长期保持校准特性；流体物性对流量特性影响较大。容积式流量计结构复杂，体积庞大，被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大，不适用于高、低温场合，会产生噪声及振动。

目前没有一种设备可以同时测量臭氧的浓度和流量，因此需要多种仪器分别检测臭氧的浓度和气体的流量，进而计算出臭氧产量，方法过于繁琐，操作不便，精度有待提高。

马赫-曾德干涉仪是根据振幅干涉原理研制的。有两个分束器和两个平面镜。从光源发出的光经分分束器I的前表面分为两束平行光，经过平面镜反射，到第二个分束器后相遇产生干涉。一般来说，两个平面镜是可调的，这种干涉仪的特点是两光束分得很开，虽然制造工艺和调节方面比较困难，但用途很广泛，特别在空气动力学中研究气流的折射率的变化很有价值。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够简化检测设备，提高检测精度，实现同时检测臭氧发生器所产生的臭氧浓度和流量，基于马赫-曾德干涉仪的一体化光学臭氧产量检测装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种一体化光学臭氧产量检测装置，包括有设置在光学防震平台上的：光源；第一分束器，将光源分成两束光，其中一束光射在参考臂上，另一束光通过第一反射镜反射在样品臂上；第二反射镜，接收参考臂上的光；第二分束器，分别接收第二反射镜的反射光和样品臂上的光；电荷耦合器件，设置在第二分束器的输出光路上，用于采集第二分束器的干涉条纹，并将采集到的干涉条纹图样转换为可处理的数字信号；数据处理系统连接电荷耦合器件的输出端，用于处理接收到的数字信号；其特征在于，在所述的第一分束器与第二反射镜之间的参考臂的光路上设置有固定体积的参比气室，所述的参比气室的内部抽成真空或充满折射率已知的气体或液体；在所述的第一反射镜和第二分束器之间的样品臂的光路上设置有与臭氧发生器相通的样品气室，所述的样品气室的体积随气体流速发生改变。

所述的光源采用紫外激光器，所述的紫外激光器采用250nm～270nm波长的连续或脉冲高相干性紫外激光器。

所述的第一分束器和第二分束器采用50/50的分光比例。

所述的样品气室为抗臭氧材料制成的，其横截面呈矩形，所述矩形的长轴方向的前、后气室壁上对应设置有进气口和出气口，样品气室的长轴与入射紫外光光轴垂直；所述样品气室沿光轴方向的两气室壁上设置有透射紫外光的入射口和与之对应的出射口，所述的入射口上设置有光学玻璃，所述的出射口上设置有沿光轴方向移动的窗体，该窗体上设置有光学玻璃。

所述的窗体与出射口处连接的部分设置有弹性装置，所述的弹性装置与出射口之间呈密封连接。

该一体化光学臭氧产量检测装置整体置于恒温箱内，或在构成该一体化光学臭氧产量检测装置的每一部件上均设置温控装置以保持温度恒定。

构成该一体化光学臭氧产量检测装置的每一部件上均镀有保证良好的光学透射特性，将光学信号损失减至最低的紫外增透薄膜。

本实用新型的一体化光学臭氧产量检测装置，通过检测干涉条纹的改变同时实现臭氧的浓度和流量的检测，进而一体化实现了臭氧产量的直接测量。代替分别的臭氧浓度计和气体流量计，简化检验设备，适合完成高精度测量。

附图说明

图1是本实用新型的一体化光学臭氧产量检测装置的整体结构示意图；