臭氧濃度檢測(cè)儀的工作原理
日期：2024-12-22 10:46
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摘要：
我們知道地球大氣層上有一層臭氧層，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)臭氧層能吸收紫外線(xiàn)，研究表明臭氧僅對(duì)波長(zhǎng)253.7nm的紫外線(xiàn)具有*大吸收系數(shù)，在此波長(zhǎng)下紫外線(xiàn)通過(guò)臭氧會(huì)產(chǎn)生衰減，符合蘭波特——比爾定律。該方法已被美國(guó)等國(guó)家作為臭氧標(biāo)準(zhǔn)分析方法。臭氧檢測(cè)儀就是采用紫外線(xiàn)吸收法的原理，用穩(wěn)定的紫外燈光源產(chǎn)生紫外線(xiàn)，用光波過(guò)濾器過(guò)濾掉其它波長(zhǎng)紫外光，只允許波長(zhǎng)253.7nm通過(guò)。經(jīng)過(guò)樣品光電傳感器，再經(jīng)過(guò)臭氧吸收池后，到達(dá)采樣光電傳感器。通過(guò)樣品光電傳感器和采樣光電傳感器電信號(hào)比較，再經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)模型的計(jì)算，就能得出臭氧濃度大小。
臭氧濃度檢測(cè)儀主要由低壓紫外燈，光波過(guò)濾器、入射紫外光反射器、臭氧吸收池、樣品光電傳感器、采樣光電傳感器、輸出顯示、電路部件構(gòu)成。
基本電路由電源部分、紫外燈控制、紫外光線(xiàn)樣品檢測(cè)、紫外光線(xiàn)采樣檢測(cè)，對(duì)數(shù)放大器Log100、模擬輸出及顯示六大部分組成。
電路核心部分就是用對(duì)數(shù)放大器Log100來(lái)實(shí)現(xiàn)臭氧濃度數(shù)學(xué)模型。LOG100是 14引腳可以對(duì)兩個(gè)電流或電壓之比進(jìn)行對(duì)數(shù)運(yùn)算的集成電路，該放大器輸出電流動(dòng)態(tài)范圍寬，可以在1nA到 1mA之間變化。輸出誤差范圍不超過(guò)0.1%?；窘泳€(xiàn)（如圖1） ，輸出公式： Vout =VT×ln I0/I (注釋?zhuān)篤T---常數(shù)；Vout---輸出電壓)。
電源部分主要是產(chǎn)生紫外燈需要的高壓電源，同時(shí)產(chǎn)生電路板上需要的+15V直流電。紫外燈燈控部分主要是控制紫外燈燈電流在恒定允許范圍之內(nèi)，過(guò)高、過(guò)低可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，如果調(diào)不了說(shuō)明紫外燈壽命到了，面板上有一個(gè)紅燈變亮，提示你應(yīng)該更換新的紫外燈了。標(biāo)準(zhǔn)紫外光檢測(cè)和采樣紫外光檢測(cè)部分也是較關(guān)鍵部分，.光電傳感器把紫外線(xiàn)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后經(jīng)兩次運(yùn)算放大器進(jìn)行信號(hào)整理放大，送給LOG100進(jìn)行計(jì)算處理后，顯示輸出。模擬輸出0~20mA與臭氧濃度大小是成線(xiàn)性關(guān)系的。
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