[实用新型]一种小型臭氧自动监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及空气中臭氧浓度监测装置，属于大气监测设备技术领域。

背景技术

臭氧本身是一种对人体有害的气体，较高浓度的臭氧对人体健康产生危害，高浓度臭氧刺激眼、鼻、喉咙的黏膜，对支气管及肺等呼吸系统造成影响，特别是会损伤儿童的肺功能，引发胸疼、恶心、疲乏等症状。在严重情况下，还会造成死亡事件。因此人类能够接触到的臭氧，被称为“有害”的臭氧。

除对人类健康构成影响外，近地层高浓度臭氧又可造成一系列环境影响，如使橡胶制品老化、建筑物受腐蚀而损坏等。研究还证明，臭氧是毒害植物的罪魁祸首，美国植物因光化学烟雾污染每年减产12%至13%。对流层臭氧同时也是一种温室气体，其直接气候效应导致北极地区温升年均达0.3℃。地面臭氧浓度升高将对人类社会可持续发展产生巨大威胁。因此，研究臭氧具有非常重要的现实意义。

目前市面上的O₃自动监测仪主要来自美国THERMO-FISHER、美国API、澳大利亚ECOTECH、法国ESA、河北先河环保科技股份有限公司、武汉天虹、中晟泰科等厂家的仪器。仪器原理主要是紫外光度法，即利用O₃ 分子吸收254nm紫外光前后而产生不同强弱电响应的原理进行空气中O₃浓度的监测。它采用发射波长为254nm的紫外灯照射一中空玻璃管，通过电磁阀切换，玻璃管内交替充满样气和被涤除O₃的参比气。涤除O₃的参比气与样气的光强比值为I/I₀，通过此比值，利用朗伯--比尔公式即可计算出O₃的浓度。此类分析仪的光源大部分采用的是汞灯，汞灯在启动放电时需1kV电压，在汞灯用一段时间后会造成功率衰退，从而影响汞灯的使用寿命。而且大部分厂家的仪器体型较大，运行条件苛刻，必须安装在有温度控制的监测站房中，通过采样管对外界空气进行采样测量；同时站房对周围环境也有较严格的要求，在高楼密集、寸土寸金的城市选点往往存在困难，要想实现多点组网难度更大。另一方面，这些专业仪器往往需要专业人员的日常维护，尤其在人迹罕至的地区设置监测站房，显然存在极大的难度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可直接置于室外的小型臭氧自动监测装置，以实现空气中O₃的在线、实时、自动、原位监测，并以克服现有技术存在的弊端。

为实现本实用新型目的，这种小型臭氧自动监测装置包括装设于机箱内的臭氧涤除器、反应检测器、温控器、压力传感器、流量传感器、采样泵、电源、无线远程数据采集传输装置，臭氧涤除器入口与装设于机箱上的过滤器出口相接，臭氧涤除器出口经电磁阀后接传感检测器入口，反应检测器出口依次通经限流器、压力传感器和流量传感器后接采样泵入口，采样泵出口经管路后接机箱外出口，温控器、压力传感器、流量传感器分别与无线远程数据采集传输装置电连接。

所述反应检测器包括装设于支架上的石英玻璃管，石英玻璃管的两端分别与支架上的进气口和排气口相接，对应石英玻璃管管口端的支架上装设有LED灯，石英玻璃管另一管口端的支架上还设置有PD检测器，LED灯与石英玻璃管管口间和PD检测器与石英玻璃管另一管口间分别装设有玻璃片。

本实用新型取得的技术进步：

本实用新型采用254nm的LED光源和PD光电二极管检测器，由于LED光源本身具有较强的光束准直性，采用PD反馈控制，能够保持光强的稳定性，因而能延长本实用新型使用寿命，另外还可增强信噪比，UV-PD增益调整使用数字电位器辅助或者DA直接控制，方便调试和维护，不但能准确测量空气中O₃的含量，可使测量灵敏度达到10^-10级，且由于LED和PD本身体型小，信噪比高，可将光程缩短，因此反应检测器体积可做到小型化，使整个部件的体积不足现有设备的三分之一，因而可将小型化的本发明悬挂在墙上或电线杆上等任意室外场地，无需安装在有温控的空调房内，宽松宽容的运行条件就可实现空气中O₃的在线、实时、自动、原位监测，与现有O₃自动监测仪比较，能节省安装、运行成本30%。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2是本实用新型传感检测器结构示意图。

图1、图2中标号如下：