[发明专利]微型紫外吸收大气臭氧传感器

权利要求书

1.一种微型紫外吸收大气臭氧传感器，其特征是：包括提供含臭氧的空气流动的臭氧流动通道、提供零气流动的零气流动通道、用于提供紫外光线的紫外点光源(12)以及用于控制臭氧含量测量状态的测量控制器(23)；

紫外点光源(12)产生的紫外光线能导入臭氧流动通道以及零气流动通道内，含有臭氧的空气在臭氧流动通道内流动时，能对导入臭氧流动通道的紫外光线进行吸收，且能向测量控制器(23)传输臭氧通道紫外光强信号；零气在零气流动通道内流动时，能向测量控制器(23)传输零气通道紫外光强信号，测量控制器(23)根据臭氧通道紫外光强信号与零气通道紫外光强信号的差值能确定臭氧含量。

2.根据权利要求1所述的微型紫外吸收大气臭氧传感器，其特征是：所述臭氧流动通道包括设置于臭氧流动方向上的臭氧气体管路(4)，在所述臭氧气体管路(4)的一端设置臭氧通道紫外光线导入凸透镜(3)，通过臭氧通道紫外光线导入凸透镜(3)能将紫外点光源(12)发射的紫外光线导入臭氧气体管路(4)内，以使得含有臭氧的空气在臭氧气体管路(4)内流动时能对紫外光线进行吸收，在臭氧气体管路(4)的另一端设置用于将臭氧气体管路(4)内的紫外光线导出的臭氧通道紫外光线导出凸透镜(5)，在臭氧通道紫外光线导出凸透镜(5)所导出紫外光线的光路上设置臭氧通道紫外光强接收器(6)，所述臭氧通道紫外光强接收器(6)与测量控制器(23)电连接，通过臭氧通道紫外光强接收器(6)能向测量控制器(23)传输臭氧通道紫外光强信号。

3.根据权利要求2所述的微型紫外吸收大气臭氧传感器，其特征是：所述零气流动通道包括设置于零气流动方向上的零气气体管路(16)，在所述零气气体管路(16)的一端设置零气通道紫外光线导入凸透镜(15)，通过零气通道紫外光线导入凸透镜(15)能将紫外点光源(12)发射的紫外光线导入零气气体管路(16)内；在零气气体管路(16)的另一端设置用于将零气气体管路(16)内的紫外光线导出的零气通道紫外光线导出凸透镜(17)，在零气通道紫外光线导出凸透镜(17)所导出紫外光线的光路上设置零气通道紫外光强接收器(18)；所述零气通道紫外光强接收器(18)与测量控制器(23)电连接，通过零气通道紫外光强接收器(18)能向测量控制器(23)传输零气通道紫外光强信号；

臭氧通道紫外光线导入凸透镜(3)与臭氧通道紫外光线导出凸透镜(5)之间的距离为L，且零气通道紫外光线导入凸透镜(15)与零气通道紫外光线导出凸透镜(17)之间的距离为L；紫外光线进入臭氧气体管路(4)内的入射角度为θ，且紫外光线进入零气气体管路(16)内的入射角度为θ；

测量控制器(23)确定臭氧含量的关系为：

其中，为臭氧浓度(ppm)；P为臭氧通道紫外光强信号；P₀为零气通道紫外光强信号；σ为臭氧分子吸收系数(0℃和1个大气压下为308cm^-1)。

4.根据权利要求3所述的微型紫外吸收大气臭氧传感器，其特征是：所述紫外点光源(12)为发射波长为254nm的激光二极管紫外点光源；所述紫外点光源(12)设置于臭氧通道紫外光线导入凸透镜(3)、零气通道紫外光线导入凸透镜(15)所对应的焦点处。

5.根据权利要求2所述的微型紫外吸收大气臭氧传感器，其特征是：所述臭氧流动通道还包括用于提供含有臭氧的空气流动动力的臭氧通道气泵(10)，所述臭氧通道气泵(10)与测量控制器(23)电连接，且臭氧通道紫外光线导入凸透镜(3)、臭氧通道紫外光线导出凸透镜(5)、臭氧通道气泵(10)依次设置于含有臭氧的空气的流动方向上。

6.根据权利要求5所述的微型紫外吸收大气臭氧传感器，其特征是：在臭氧通道紫外光线导出凸透镜(5)与臭氧通道气泵(10)之间还设置有臭氧通道温度传感器(7)、臭氧通道气体流量传感器(8)以及臭氧通道气压传感器(9)，所述臭氧通道温度传感器(7)、臭氧通道气体流量传感器(8)以及臭氧通道气压传感器(9)均与测量控制器(23)电连接。