专利名称：一种可测微量浓度的臭氧浓度仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种臭氧浓度仪，尤其是一种可测微浓度的的臭氧浓度测试仪，属于臭氧浓度测量技术领域。
背景技术：
:目前国内外的臭氧浓度测试仪大多采用电化学法或紫外吸收法，电化学法的臭氧浓度测试仪其寿命短，使用成本高，因此大多采用紫外吸收法。现有的一种臭氧浓度仪器采用双光路双吸收腔的结构，这种结构需要一个分光计把紫外光分成两路再分别进入两个气隙长度相等的吸收腔，其中一个吸收腔内通入参比气体，如图1中所示，紫外灯201发出的紫外线经过滤光单元202过滤后进入一个分光单元203，原来紫外灯201发出的一条光路207经所述分光单元203分成两条光路208和209。光路208进入吸收腔204，而光路209进入吸收腔205，所述两个吸收腔204和205的气隙长度相等，均为L。所述紫外吸收腔204具有气路210，用来导入测试气体，所述紫外吸收腔205具有气路211，用来导入参比气体。所述臭氧浓度仪，还包括控制单元206，用于实现这个测试仪臭氧浓度的检测、信号放大及输出和显示等功能。利用分光计将紫外光线分成两路分别进行数据测量能很好的保证数据的同步。但其需要设置一个分光计和两个吸收腔，使设备机构复杂并且增加了设备成本，并且需要使被测气体流经吸收腔，需要改变被测气体流动路径，且不能应用在开放空间或管道(如空调机组的风管等)中的O3浓度的测量。因此需要一个结构简单成本低、不需要改变被测气体流动路径、并且能够在开放空间或管道(如空调机组的风管等)中应用的测量仪来满足实际需要。
发明内容
本发明提供一种可测微浓度的臭氧浓度仪，它结构简单，设备成本低且测量准确，能够很好地解决上述背景技术所存在的至少一个不足之处。本发明的一种可测微浓度的臭氧浓度仪，其技术方案如下:它包含一根紫外线灯管、滤光单元和至少两个紫外线光强传感器，所述紫外线灯管安装在一个不透光的盒体内，所述盒体上设置两个透光孔，其中的一个透光孔处安装一根透光的直管，所述直管的轴线方向与紫外线灯管的轴线方向垂直，所述直管内设置一个紫外线光强传感器，另一个紫外线光强传感器位于另一个透光孔外侧，其与透光孔中心的连线与紫外线灯管的轴线垂直，并且与所述直管内的紫外线光强传感器离紫外线灯管轴线的垂直距离相等。为了更好的技术效果，本发明的一种可测微浓度的臭氧浓度仪的技术特征还可以具体为以下技术特点:I所述另一个透光孔外侧设置一个紫外线光强传感器固定装置用于固定紫外线光强传感器用于固定紫外线光强传感器。2所述另一个紫外线光强传感器为手持式的，在实际测量时其所处位置在于不安装直管的另一个透光孔外侧沿直管走向上，并且其与紫外线灯管轴线之间的垂直距离等于直管内的紫外线光强传感器和紫外线灯管轴线之间的垂直距离。3所述两个紫外光光强传感器、分别设置在垂直于紫外线灯管中轴线方向的相反的两侧。4所述直管内的紫外线光强传感器与紫外线灯管轴线之间的垂直距离是可调的，5所述紫外线光强传感器固定装置上的紫外线光强传感器与紫外线灯管轴线之间的垂直距离是可调的。6所述紫外线光强传感器固定装置与紫外线灯管轴线之间的垂直距离是可调的。7所述滤光单元安装在每个透光孔处。8所述两个透光孔沿紫外线灯管长度的方向设置在盒体不同高度的位置上。9所述滤光单元处于每个紫外线光强传感器与透光孔之间的连线上并处于紫外光光强传感器前端。10所述直管内充满N2或其他不含O3的气体。11所述紫外线光强传感器固定装置与紫外线灯管轴线之间的垂直距离是可调的。采用本发明技术方案的可测微浓度的臭氧浓度仪具有结构简单，设备成本低且测量准确的优点。具体为以下几点:1.本发明的臭氧浓度仪中不设置紫外光分光计，使整个测试仪减少了一个元件，结构简单，减少设备成本，并且消除了因使用分光计而可能存在的误差，提高测量精度。2.两个紫外光强传感器与紫外线灯管中轴线的垂直距离可调，因此可以在任何大小的开放空间或管道(如空调机组的风管等)中进行多点测量。3.两个紫外光强传感器同时处于被测量气体中，有效避免测试不同步带来的测量误差。4.两个紫外光强传感器与紫外线灯管中轴线垂直，而且传感器固定装置的是细长形的，可以从外部伸入被测气体的管道中测试，不需要改变被测气体的路线就能测量管道中的O3气体浓度。5.两个紫外光强传感器与紫外线灯管中轴线的垂直距离可调，可以同时在距离紫外线灯管中轴线垂直距离不同的位置测量，测出被测气体的浓度，不需要频繁对设备进行调零。6.在仪器使用时先通过纯净无臭氧的气体(如氧气)进行校零，而测量时，将两个传感器同时置于被测气体中，其中的一个传感器作为实时动态零点，通过测量两个传感器所处位置的浓度差值进行运算可以得到被测气体中的臭氧气体浓度，使测试仪的零点取值方式不再受环境空气的影响，解决了因环境造成的测量误差。
图1是现有技术中一种带有双吸收腔的臭氧浓度仪的结构示意2是本发明的可测微浓度的臭氧浓度仪的第一个实施例结构示意1中，201为紫外灯，202为滤光单元，203为分光单元，204、205为吸收腔，206为控制单元，207、208和209为光路，210、211为气路。图2中I为臭氧浓度仪，2为盒体，3为紫外线灯管，41、42为透光孔，51、52为滤光单元，6为直管，71、72为紫外线光强传感器，8为紫外线光强传感器固定装置，9为气路。
实施例一:如图2所示，本发明的一种可测微浓度的臭氧浓度仪，它包含一根紫外线灯管3、滤光单元51、52和两个紫外线光强传感器71、72，所述紫外线灯管3安装在一个盒体2内，所述盒体2上沿紫外线灯管3长度的方向不同高度位置上设置两个透光孔41、42，，所述透光孔41、42处于紫外线灯管中轴线方向的同一侧。所述滤光单元51和52安装在两个透光孔41、42处。其中的一个透光孔41处安装一根直管6，所述直管6的轴线方向与紫外线灯管3的轴线方向垂直，所述直管6内设置一个紫外线光强传感器71。另一个透光孔42外侧设置一个紫外线光强传感器固定装置8，紫外线光强传感器固定装置8的一端与盒体2相连，紫外线光强传感器72安装在所述固定装置8上，其与透光孔42中心的连线与紫外线灯管3的轴线垂直，并且与所述直管6内的紫外线光强传感器71离紫外线紫外线灯管3轴线的垂直距离相等。实际应用中可以在所述直管内设置一个调节器用于调节紫外线光强传感器71与紫外线灯管3轴线之间的垂直距离，还可以在所述紫外线光强传感器固定装置8上也设置一个调节器用于调节紫外线光强传感器72与紫外线灯管3轴线之间的垂直距离，用于调节距离的调节器属于公知技术是本领域技术人员所熟知的，在此不做详细介绍。盒体2内还设有本领域技术人员所熟知的构成臭氧浓度仪的放大器电路、控制电路等，此处省略对其的详细描述。本实施例中，两个传感器71、72都是固定的，在实际应用中，直管6外的一个紫外线光强传感器72可以为手持式的，在实际测量时保证其所处位置在于不安装直管的另一个透光孔42外侧沿直管走向上，并且可以通过调节其与紫外线灯管3轴线之间的垂直距离或调节直管6内的传感器71使两个紫外线光强传感器71、72和紫外线灯管轴线3之间的垂直距离相等即可。本实施例中所述滤光单元51、52安装在透光孔41、42处，在实际应用中所述滤光单元51、52还可以处于每个紫外线光强传感器71、72与透光孔41、42之间的连线上并处于紫外光光强传感器71、72前端。本发明中滤光单元的滤光带为253.7nm，误差范围在±10% ；测量前使所述直管内充满N2或其他不含O3的气体对浓度仪进行调零以保证测量精度，调零后可将直管外端封闭。测量时使两个传感器都伸入被测量气体内，使被测气体垂直地通过传感器，根据比尔定律I = IcieI1，其中Itl为入射光强，I为光程，C为浓度，A是与浓度无关的常数，因此在Itl和I 一定时，测定的光强只与气体的浓度有关。本实施例中，两个传感器处的入射光强是由同一个紫外线灯管发出的，其强度可近似为相等，两个紫外光光强传感器71、72与紫外线灯管3的中轴线的垂直距离相等均为1，因此两个光强传感器测到的不同光强是由被测气体中的O3浓度不同引起的，因此通过与参比气体进行换算即可得出被测气体中的O3浓度。测量前使所述直管内充满N2或其他不含O3的气体对浓度仪进行调零以保证测量精度，调零后可将直管外端封闭，测量时仅仅将传感器72置于被测气体内，使被测气体垂直地通过检测端传感器来测量被测气体中的臭氧浓度。也可以使所述两个紫外光光强传感器71、72分别设置在垂直于紫外线灯管3中轴线方向的相反的两侧以方便测量。也可以在调零后使直管外端开放，通过调节两个调节器使两个紫外线光强传感器置于被测气体中并与紫外线灯管中轴线的垂直距离不相等，将两个传感器测到的的数值差用比尔定律进行换算即可得出被测气体中的臭氧浓度。采用本发明技术方案的臭氧浓度测试仪具有结构简单、测量精确、设备成本低的优点，可以测量各种浓度的含臭氧气体，特别是微量臭氧气体浓度的测量。可以广泛地应用在各种空间中，特别是普通测量仪不能测量的管道中，也可以将传感器伸入水下测量水中的臭氧浓度。
权利要求
1.一种可测微浓度的臭氧浓度仪，它包含一根紫外线灯管(3)、滤光单元和至少两个紫外线光强传感器，其特征在于:所述紫外线灯管(3)安装在一个不透光的盒体(2)内，所述盒体(2)上设置两个透光孔(41，42)，其中的一个透光孔(41)处安装一根透光的直管(6)，所述直管(6)的轴线方向与紫外线灯管(3)的轴线方向垂直，所述直管(6)内设置一个紫外线光强传感器(71)，另一个紫外线光强传感器(72)位于另一个透光孔(42)外侧，其与透光孔(42)中心的连线与紫外线灯管(3)的轴线垂直，并且与所述直管(6)内的紫外线光强传感器(71)离紫外线灯管轴线的垂直距离相等。
2.如权利要求1所述的可测微浓度的臭氧浓度仪，其特征在于:所述另一个透光孔(42)外侧设置一个紫外线光强传感器固定装置(8)用于固定紫外线光强传感器(72)。
3.如权利要求1所述的可测微浓度的臭氧浓度仪，其特征在于:所述另一个紫外线光强传感器(72)为手持式的，在实际测量时其所处位置在于不安装直管的另一个透光孔(42)外侧沿直管走向上，并且其与紫外线灯管(3)轴线之间的垂直距离等于直管(6)内的紫外线光强传感器(71)和紫外线灯管(3)轴线之间的垂直距离。
4.如权利要求1所述的可测微浓度的臭氧浓度仪，其特征在于:所述所述盒体(2)上两个透光孔(41，42)分别设置在垂直于紫外线灯管(3)中轴线方向的相反的两侧，相应地两个紫外光光强传感器(71)、(72)分别设置在垂直于紫外线灯管(3)中轴线方向的相反的两侧。
5.如权利要求1所述的可测微浓度的臭氧浓度仪，其特征在于:所述直管(6)内的紫外线光强传感器(71)与紫外线灯管(3)轴线之间的垂直距离可调。
6.如权利要求1所述的可测微浓度的臭氧浓度仪，其特征在于:所述滤光单元(51，52)安装在每个透光孔处。
7.如权利要求1所述的可测微浓度的臭氧浓度仪，其特征在于:所述滤光单元(51，52)处于每个紫外线光强传感器与透光孔之间的连线上并处于紫外光光强传感器前端。
8.如权利要求1所述的一种可测微浓度的臭氧浓度仪，其特征在于:所述直管内充满N2或其他不含O3的气体。
9.如权利要求1所述的一种可测微浓度的臭氧浓度仪，其特征在于:所述两个透光孔(41,42)沿紫外线灯管(3)长度的方向设置在盒体不同高度的位置上。
10.如权利要求2所述的可测微浓度的臭氧浓度仪，其特征在于:所述紫外线光强传感器固定装置(8)与紫外线灯管轴线之间的垂直距离是可调的。
11.如权利要求4所述的可测微浓度的臭氧浓度仪，其特征在于:所述紫外线光强传感器固定装置(8)与紫外线灯管轴线之间的垂直距离是可调的。
12.如权利要求4所述的可测微浓度的臭氧浓度仪，其特征在于:所述紫外线光强传感器固定装置(8)上的紫外线光强传感器(72)与紫外线灯管轴线之间的垂直距离是可调的。
全文摘要
一种可测微浓度的臭氧浓度仪，它包含一根紫外线灯管、滤光单元和至少两个紫外线光强传感器，所述紫外线灯管安装在一个盒体内，所述盒体上沿紫外线灯管长度的方向设置两个透光孔，其中的一个透光孔处安装一根直管，所述直管的轴线方向与紫外线灯管的轴线方向垂直，所述直管内设置一个紫外线光强传感器，另一个紫外线光强传感器位于另一个透光孔外侧，其与透光孔中心的连线与紫外线灯管的轴线垂直，并且与所述直管内的紫外线光强传感器离紫外线灯管轴线的垂直距离相等，可以广泛地应用在各种空间中，特别是普通测量仪不能测量的管道中，也可以将传感器伸入水下测量水中的臭氧浓度。
文档编号G01N21/17GK103105360SQ20111039963
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者陈健, 兰冬寿 申请人:福建新大陆环保科技有限公司