[發(fā)明專利]臭氧濃度測量系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)測量臭氧濃度的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202111107356.1
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113916821A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪文進(jìn);倪俊;王淑建
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州天一信德環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33;G01N21/01
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 殷海霞

1.一種臭氧濃度測量系統(tǒng)，包括測量室、紫外光源和紫外光探測器，所述紫外光源用于向所述測量室內(nèi)入射紫外光，所述紫外光探測器用于檢測所述測量室出射的紫外光強(qiáng)度，其特征在于：還包括臭氧滌除器、零點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊和進(jìn)氣控制開關(guān)，需要測量臭氧濃度的樣氣由所述進(jìn)氣控制開關(guān)控制擇一進(jìn)入所述測量室或者進(jìn)入所述臭氧滌除器；所述臭氧滌除器用于去除樣氣中的臭氧，輸出不含臭氧的背景氣，該背景氣接入所述測量室；該測量系統(tǒng)在一個(gè)測量周期內(nèi)進(jìn)行樣氣測量和背景氣測量；所述零點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊電連接所述紫外光探測器，其通過自身的電信號調(diào)節(jié)，使得該測量系統(tǒng)在每個(gè)測量周期的背景氣測量時(shí)的輸出濃度電壓為固定值，實(shí)現(xiàn)該測量系統(tǒng)的自動(dòng)較零。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧濃度測量系統(tǒng)，其特征在于：所述零點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊包括電壓放大器、電壓調(diào)節(jié)器和運(yùn)算放大器；所述電壓放大器電連接所述紫外光探測器，用于放大所述紫外光探測器的輸出電壓至參比電壓；所述電壓調(diào)節(jié)器用于產(chǎn)生電壓值可調(diào)的電壓信號；所述電壓放大器的輸出端和所述電壓調(diào)節(jié)器的輸出端均連接所述運(yùn)算放大器的反相輸入端，所述運(yùn)算放大器的正相輸入端接地，其輸出端配置為該測量系統(tǒng)的測量輸出端。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臭氧濃度測量系統(tǒng)，其特征在于：每個(gè)測量周期的背景氣測量時(shí)，調(diào)節(jié)所述電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓，當(dāng)所述參比電壓、電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓和所述運(yùn)算放大器的輸出電壓三者的和為固定值時(shí)，完成該測量系統(tǒng)的自動(dòng)較零。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臭氧濃度測量系統(tǒng)，其特征在于：所述電壓調(diào)節(jié)器包括電壓粗調(diào)調(diào)節(jié)器和電壓細(xì)調(diào)調(diào)節(jié)器，所述電壓粗調(diào)調(diào)節(jié)器和電壓細(xì)調(diào)調(diào)節(jié)器的輸出端均連接所述運(yùn)算放大器的反相輸入端。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臭氧濃度測量系統(tǒng)，其特征在于：所述電壓調(diào)節(jié)器連接單片機(jī)，通過所述單片機(jī)編程控制調(diào)節(jié)所述電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧濃度測量系統(tǒng)，其特征在于：該測量系統(tǒng)還包括紫外光強(qiáng)調(diào)節(jié)模塊，所述紫外光強(qiáng)調(diào)節(jié)模塊用于通過調(diào)節(jié)所述紫外光源的電壓，使得所述紫外光源的電流為恒定值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的臭氧濃度測量系統(tǒng)，其特征在于：所述紫外光強(qiáng)調(diào)節(jié)模塊通過調(diào)節(jié)所述紫外光源的電壓，使得所述紫外光源的電流恒定在10mA。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧濃度測量系統(tǒng)，其特征在于：該測量系統(tǒng)還包括PTF補(bǔ)償模塊，所述PTF補(bǔ)償模塊連接所述測量室，其用于實(shí)時(shí)根據(jù)所述測量室內(nèi)的壓力、溫度和樣氣流量，對臭氧濃度計(jì)算結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧濃度測量系統(tǒng)，其特征在于：所述進(jìn)氣控制開關(guān)配置為電磁閥。

10.基于權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述側(cè)測量系統(tǒng)測量臭氧濃度的方法，其特征在于：包括以下步驟，

S01需要測量臭氧濃度的樣氣由進(jìn)氣控制開關(guān)控制擇一進(jìn)入測量室或者進(jìn)入臭氧滌除器，所述臭氧滌除器用于去除樣氣中的臭氧，輸出不含臭氧的背景氣，該背景氣接入所述測量室；通過所述進(jìn)氣控制開關(guān)控制在一個(gè)測量周期內(nèi)交替接入樣氣和背景氣至所述測量室，分別進(jìn)行樣氣測量和背景氣測量；

S02具有恒定光強(qiáng)的紫外光向所述測量室內(nèi)入射，所述測量室內(nèi)紫外光被臭氧吸收，沒有被臭氧吸收的紫外光從所述測量室出射；

S03較零測量系統(tǒng)：調(diào)節(jié)零點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊的電信號，使得測量系統(tǒng)在每個(gè)測量周期的背景氣測量時(shí)的輸出濃度電壓為固定值；

S04紫外光探測器探測從所述測量室出射的紫外光強(qiáng)度；

S05根據(jù)以下公式計(jì)算出樣氣中的臭氧濃度；

式(1)中a為臭氧在254nm紫外光的吸收系數(shù)；l為紫外光光程長度；T為樣氣溫度；P為樣氣壓力；L為臭氧損失的校正因子；I為樣氣測量下測得的紫外光強(qiáng)度；I₀為背景氣測量下測得的紫外光強(qiáng)度。