[发明专利]微型紫外吸收大气臭氧传感器

说明书

本发明涉及一种微型紫外吸收大气臭氧传感器，其包括臭氧流动通道、零气流动通道、紫外点光源以及用于控制臭氧含量测量状态的测量控制器；紫外点光源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，且能向测量控制器传输臭氧通道紫外光强信号；零气在零气流动通道内流动后，能向测量控制器传输零气通道紫外光强信号，测量控制器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。本发明通过测量大气臭氧对紫外线的吸收衰减实现对臭氧含量的测量，测量精度高，抗干扰能力强，适应范围广。

技术领域

本发明涉及一种传感器，尤其是一种微型紫外吸收大气臭氧传感器，具体地是用于大气臭氧含量监测的臭氧传感器，属于大气环境监测的技术领域。

背景技术

臭氧是地球大气的一种重要气体，也是大气化学的核心物质。大气臭氧及其相关变化对全球气候和大气环境产生重要影响，是大气科学的前沿研究之一。臭氧主要分布在10-50km高度范围内的平流层大气中，极大值位于20-30km高度之间。平流层臭氧可以吸收对人体有害的太阳短波紫外线，是地球的保护伞。臭氧对太阳紫外辐射的吸收是平流层的主要热源，臭氧浓度和垂直分布直接影响平流层的温度结构，从而对大气环流和地球气候产生影响。对流层臭氧是大气重要污染物之一，大气臭氧污染已成为我国一种普遍而又较难处理的大气污染，高浓度臭氧会对公众健康、农业生产和生态环境产生危害。

鉴于大气臭氧在地气系统中的重要作用，需要研发臭氧探测传感器进行大气臭氧监测，用于准确掌握平流层和对流层区域内大气臭氧的长期变化趋势和短期变化特征。臭氧复杂多变，其在垂直方向上的分布变化特征对大气物理、化学和动力过程研究都至关重要。当前臭氧总量的全球分布和长期变化已拥有较为可靠的地基和卫星观测仪器，相比之下，全球尺度上的臭氧垂直廓线探测还存在不足，这与可适用于高空观测的小型臭氧探测传感器较为匮乏有关。因此，亟需研发微型臭氧探测传感器，这对气候变化、大气环境和生态平衡等相关研究具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种微型紫外吸收大气臭氧传感器，其结构简单紧凑，通过测量大气臭氧对紫外线的吸收衰减实现对臭氧含量的测量，测量精度高，抗干扰能力强，适应范围广，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述微型紫外吸收大气臭氧传感器，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以及用于控制臭氧含量测量状态的测量控制器；

紫外点光源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，能向测量控制器传输零气通道紫外光强信号，测量控制器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。

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，在所述臭氧气体管路的一端设置臭氧通道紫外光线导入凸透镜，通过臭氧通道紫外光线导入凸透镜能将紫外点光源发射的紫外光线导入臭氧气体管路内，以使得含有臭氧的空气在臭氧气体管路内流动时能对紫外光线进行吸收，在臭氧气体管路的另一端设置用于将臭氧气体管路内的紫外光线导出的臭氧通道紫外光线导出凸透镜，在臭氧通道紫外光线导出凸透镜所导出紫外光线的光路上设置臭氧通道紫外光强接收器，所述臭氧通道紫外光强接收器与测量控制器电连接，通过臭氧通道紫外光强接收器能向测量控制器传输臭氧通道紫外光强信号。