一种大气中氮氧化物监测设备中的臭氧发生器的制作方法

本发明涉及臭氧制备，具体为一种大气中氮氧化物监测设备中的臭氧发生器。

背景技术：

1、工业生产中产生的氮氧化物尾气是一种有害气体，对人体和大气的危害尤为严重，是导致光化学烟雾和酸雨的主要因素。由于氮氧化物在线监测设备能有效监测这些排放物，因此被广泛用于锅炉、火电、石化、橡胶制品和医药产品等行业，可减少事故发生。

2、现有的在线氮氧化物监测设备大多采用no与臭氧间发生化学反应产生的电信号来测量空气中的各项氮氧化物浓度，由于臭氧的高反应性，臭氧易分解为氧气，需要为在线氮氧化物监测设备提供实时制取的臭氧，一般采用附加臭氧发生器的方式解决氮氧化物监测设备的臭氧需求。

3、例如授权公告号为cn213446219u，专利名称为一种氮氧化物在线检测设备中的臭氧发生器，包括壳体、空气压缩机以及安装在所述壳体内部的干燥器、发生装置和中频高压电源，所述发生装置上安装伸出所述壳体的臭氧输送管，所述空气压缩机的进气端通过进气管伸出所述壳体，所述进气管的进气端安装采气装置，所述采气装置上开设多个方位的进气孔，用于增加进气量，所述发生装置包括发生管和套装在所述发生管外部的防护罩，所述发生管和所述防护罩之间的夹层安装水冷管，用于所述发生管降温。

4、现有的氮氧化物监测设备中的臭氧发生器，作为监测设备的辅助设备，未设置温度反馈，不能根据工作温度及时调整工作电压，可能会导致生成的臭氧量不足，影响氮氧化物监测设备监测结果；且臭氧发生器未对臭氧生产过程进行监测，未能有效保障臭氧生产过程，可能会导致产生的臭氧量不足，进而影响氮氧化物监测结果。为此，本发明提供一种大气中氮氧化物监测设备中的臭氧发生器，以解决现有的氮氧化物监测设备中的臭氧发生器未能保证臭氧供应质量，可能会影响氮氧化物监测结果的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种大气中氮氧化物监测设备中的臭氧发生器，以解决上述背景技术中提出的现有的氮氧化物监测设备中的臭氧发生器未能保证臭氧供应质量的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大气中氮氧化物监测设备中的臭氧发生器，包括：

3、外壳；

4、电路板，所述电路板与外壳可拆卸连接，所述电路板包括通讯接口，所述通讯接口用于与外界通讯；

5、处理器，所述处理器设置于电路板上，所述处理器与电路板电性连接；

6、高压包，所述高压包设置于电路板上，所述高压包与电路板电性连接；

7、放电管，所述放电管设置于外壳内，所述放电管包括进气管、出气管、外管和内管，所述进气管和出气管分别设置于放电管两端，所述内管包括空腔，所述空腔与进气管和出气管导通连接，所述内管一端设置有高压线，所述内管内设置有钛粉，所述外管为金属材质。

8、优选地，所述电路板和外壳间设置有灌胶面，所述灌胶面用于臭氧发生器散热。

9、优选地，所述电路板包括宽电源稳压电路、过流保护电路、过压保护电路、pwm调控电路和电流控制电路，所述宽电源稳压电路用于将输入电压转换为稳定电压，所述过流保护电路用于控制电路内最大电流，所述过压保护电路用于控制电路内最大电压，所述pwm调控电路用于调节有效电压输出，所述电流控制电路用于控制输出电流。

10、优选地，所述内管为中空石英管，所述外壳为铝基外壳。

11、优选地，所述放电管上设置有光学电场探测器，所述光学电场探测器用于获取中空石英管内电场分布，所述进气管和出气管上均设置有流量计，所述流量计用于获取放电管的进入流量和输出流量。

12、优选地，所述处理器包括控制系统，所述控制系统包括流量监测模块、电场监测模块、温度监测模块和数据传输模块，所述流量监测模块用于监测放电管输入流量和输出流量，所述电场监测模块用于监测放电管内电场，所述温度监测模块用于获取外界温度并控制臭氧发生器工作电压，所述数据传输模块用于传输数据。

13、优选地，所述流量监测模块包括流量监测策略，所述流量监测策略包括，获取启动信号，通过流量计获取放电管进入流量和输出流量，设定最低进入流量阈值和最低输出流量阈值；若进入流量小于最低空气流量阈值，输出进气管堵塞信号和停止信号，并关闭臭氧发生器；若输出流量小于最低输出流量阈值，输出放电管堵塞信号和停止信号，并关闭臭氧发生器；若进入流量大于或等于最低进入流量且输出流量大于或等于最低输出流量阈值，输出导通正常信号，并持续进行流量监测。

14、优选地，所述电场监测模块包括电场监测策略，所述电场监测策略包括，获取导通正常信号，输出放电信号，控制系统获取放电信号，在中空石英管内生成高压电场，预设采样频率，通过光学电场探测器获取中空石英管内电场分布情况，通过数据传输模块将光学电场探测器采集的信号传输至外界，通过频谱分析仪获取中空石英管内电场强度，设定电场强度阈值区间，若中空石英管内电场强度大于阈值区间上限或中空石英管内电场强度小于阈值区间下限，向数据传输模块传输电场异常信号和停止信号，以关闭臭氧发生器；

15、电场监测策略还包括，若中空石英管内电场强度大于等于阈值区间下限且小于等于阈值区间下限，通过有限元仿真软件，对中空石英管内电场分布图进行仿真，生成中空石英管内电场分布图；基于中空石英管内电场分布图，以中空石英管内圆圆心为坐标原点，建立世界坐标系，基于中空石英管位置坐标，定位中空石英管主要放电区，中空石英管主要放电区即中空石英管内空腔位置，生成中空石英管主要放电区坐标：

16、

17、式中(x，y)为主要放电区的坐标，r1为中空石英管内圆半径，r2为中空石英管外圆半径，基于中空石英管主要放电区坐标，对中英管内电场分布图进行裁定，保留主要放电区的电场分布图，基于主要放电区的电场分布图，对主要放电区内电场进行吻合度检测，设定电场强度阈值区间，基于电场强度分布对照表，以电场强度阈值区间上限和下限划定颜色区间，基于颜色区间判断主要放电区内电场的吻合度，设定最低吻合度，若主要放电区的电场强度在电场强度阈值区间内的占比小于最低吻合度，向数据传输模块传输电场异常信号和停止信号，以关闭臭氧发生器；若主要放电区的电场强度在电场强度阈值区间内的占比大于或等于最低吻合度，向数据传输模块传输电场正常信号。

18、优选地，所述温度监测模块包括温度控制策略，所述温度控制策略包括，获取电场正常信号，设定采样周期和采样频率获取外界温度t1，对比设定温度t0，获取温度差值ti，

19、ti＝t1-t0

20、通过ti调节pwm信号，以

21、

22、确定调整后占空比dci，式中为纯数值运算，不涉及单位变换，通过外界温度调整pwm占空比，并输出调节后pwm信号；

23、若ti小于或等于0，不调整pwm信号，维持原有pwm占空比，输出原有pwm信号。

24、所述数据传输模块还用于传输信号至上位机，并通过数据传输模块接收上位机控制指令。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、1、本发明通过设置pwm调控电路，通过臭氧发生器外界温度调节臭氧发生器工作电压，在外界温度较高时采取降压超频方式，提高臭氧发生器能耗比，降低臭氧发生器产热，以保证臭氧发生器在环境温度较高时的臭氧生产量。

27、2、本发明包括设置有控制系统，对臭氧发生器进行流量监测、电场监测和温度监测，及时有效反馈臭氧发生器工作状态，确保臭氧发生器不处于异常工作状态，避免影响氮氧化物监测设备的检测结果。

28、3、本发明的控制系统包括数据传输模块，提供实时数据传输，便于上位机远程监测臭氧发生器工作状态，并通过下达控制指令远程调整臭氧发生器工作，便于集成至氮氧化物监测平台，有效保障氮氧化物监测设备的检测结果。