一種基于可見光吸收光譜技術(shù)對臭氧濃度檢測的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及光學(xué)檢測應(yīng)用于水處理領(lǐng)域，特別涉及一種基于可見光吸收光譜技術(shù)對臭氧濃度檢測的裝置，它包括：He-Ne激光器，反射鏡，擴(kuò)束鏡，氣體流量計(jì)，輸氣管，臭氧瓶，氣體吸收池，會聚透鏡，探測器一，需要消毒的灌裝礦泉水，準(zhǔn)直透鏡，探測器二，計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型改變傳統(tǒng)的用紫外光源的方法測臭氧的濃度，采用發(fā)光比較穩(wěn)定、波長單一的He-Ne激光器作光源，雖然臭氧對該波長的吸收強(qiáng)度不大，但是避免了采用紫外光源所存在的強(qiáng)的紫外線會激發(fā)空氣產(chǎn)生臭氧，影響最后濃度的計(jì)算誤差，從而有效的檢測出臭氧的濃度，并用于檢測并控制灌裝礦泉水的臭氧濃度，從而控制溴酸鹽的濃度不超標(biāo)。
【專利說明】—種基于可見光吸收光譜技術(shù)對臭氧濃度檢測的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于可見光吸收光譜技術(shù)對臭氧濃度檢測的裝置，用于檢測并控制灌裝礦泉水的臭氧濃度，從而控制溴酸鹽的濃度不超標(biāo)，屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，臭氧(O3)的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)在醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生、食品儲存保鮮、大氣凈化、污水處理和飲用水殺菌消毒等行業(yè)廣泛應(yīng)用。特別是現(xiàn)在灌裝飲用水在現(xiàn)實(shí)生活中的大量應(yīng)用，而灌裝飲用水大多是利用臭氧來殺菌消毒，一旦臭氧的濃度過多將會導(dǎo)致灌裝飲用水中的溴酸鹽的濃度超標(biāo)，溴酸鹽是一種致癌物，已經(jīng)被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)定為“2B級”潛在的致癌物。目前一些中小企業(yè)生產(chǎn)飲用水的過程中,在保證殺滅水中微生物的情況下，采用高濃度臭氧注入的方式，常常導(dǎo)致成品中溴酸鹽的濃度過量，造成產(chǎn)品不合格和品質(zhì)隱患，嚴(yán)重著將給消費(fèi)者帶來身體上的傷害。
[0003]目前檢測臭氧濃度方法大致可以分為化學(xué)分析法和儀器法兩大類，化學(xué)分析法最常用的是硼酸碘化鉀吸收光度法，這種方法對臭氧的穩(wěn)定性不好并且在用于檢測灌裝飲用水時將會受到一些限制。儀器測量臭氧濃度的原理是采用化學(xué)發(fā)光法和紫外線輻射吸收法，化學(xué)發(fā)光法需要配用乙烯氣瓶，乙烯是可燃物不安全也不方便，近年來國際上常用的是紫外線輻射吸收法，其優(yōu)點(diǎn)是無毒、無腐蝕性、響應(yīng)速度快，但是紫外光源不穩(wěn)定并且儀器也比較昂貴。
實(shí)用新型內(nèi) 容
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型提出了一種基于可見光吸收光譜技術(shù)對臭氧濃度檢測的裝置，具有簡單、方便、穩(wěn)定、無毒、無污染性、響應(yīng)速度快、實(shí)時在線測量連續(xù)、準(zhǔn)確率高的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型的測量原理為:
[0006]當(dāng)一束單色激光穿越待測氣體介質(zhì)時，其激光強(qiáng)度的變化遵循Beer-Lambert定律:
[0007]-ln(/j //0) = 5
[0008]其中Itl為初始入射激光強(qiáng)度，I為經(jīng)過吸收池被臭氧吸收后的輸出激光強(qiáng)度，δ為臭氧對應(yīng)單色波的吸收系數(shù)。
[0009]e =
81 I
[0010]c為臭氧的濃度，I為吸收池的長度，利用上式可以得出被測的臭氧濃度。
[0011]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:所述的一種基于可見光吸收光譜技術(shù)對臭氧濃度檢測的裝置，包括=He-Ne激光器，反射鏡，擴(kuò)束鏡，氣體流量計(jì)，輸氣管，臭氧瓶，氣體吸收池，會聚透鏡，探測器一，需要消毒的灌裝礦泉水，準(zhǔn)直透鏡，探測器二，計(jì)算機(jī)；He-Ne激光器發(fā)出的光經(jīng)過反射鏡分為兩束光一束用探測器二接收，一束沿水平方向的光經(jīng)過一個擴(kuò)束鏡和準(zhǔn)直透鏡后射入氣體吸收池；臭氧瓶打開后臭氧從輸氣管并經(jīng)過氣體流量計(jì)后進(jìn)入氣體吸收池與光發(fā)生相互的作用，經(jīng)過臭氧吸收后的光射出氣體吸收池后經(jīng)過會聚透鏡會聚再用探測器一接收送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；當(dāng)計(jì)算出來的臭氧濃度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時，這時再根據(jù)氣體流量計(jì)的示數(shù)將這一濃度的臭氧穩(wěn)定的送入需要消毒的灌裝礦泉水中進(jìn)行消毒。
[0012]所述的He-Ne激光器,發(fā)出的光為波長為632.8nm的紅光。
[0013]所述的氣體吸收池是由長為60cm的不銹鋼管做成的，氣體吸收池的兩側(cè)用可見光透過率為95%以上的石英玻璃密封。
[0014]本實(shí)用新型改變傳統(tǒng)的用紫外光源的方法測臭氧的濃度，采用發(fā)光比較穩(wěn)定、波長單一的He-Ne激光器作光源，雖然臭氧對該波長的吸收強(qiáng)度不大，但是避免了采用紫外光源所存在的強(qiáng)的紫外線會激發(fā)空氣產(chǎn)生臭氧，影響最后濃度的計(jì)算誤差。具有簡單、方便、穩(wěn)定、無毒、無污染性、響應(yīng)速度快、實(shí)時在線測量、準(zhǔn)確率高的優(yōu)點(diǎn)。
[0015]【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖為本實(shí)用新型所使用的裝置示意圖。
[0017]【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖所示本實(shí)用新型所使用的裝置包括=IHe-Ne激光器，2反射鏡，3擴(kuò)束鏡，4氣體流量計(jì)，5輸氣管，6臭氧瓶，7氣體吸收池，8會聚透鏡，9探測器一，10需要消毒的灌裝礦泉水，11準(zhǔn)直透鏡，12探測器二，13計(jì)算機(jī)。
[0019]光源為He-Ne激光器⑴，發(fā)出波長為632.8nm的紅光，經(jīng)過一個反射鏡⑵將一束光分為兩束光一路直接用探測器二(12)探測，這一路光用來檢測He-Ne激光器工作的穩(wěn)定性，因?yàn)榧す獾牟环€(wěn)定性將會影響最終的計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度，所以用這一路光，可以選擇在激光器工作穩(wěn)定的時間來測量臭氧的濃度，另一束光再經(jīng)過一個擴(kuò)束鏡(3)和準(zhǔn)直透鏡(11)準(zhǔn)直的作用進(jìn)入氣體吸收池(7)，臭氧瓶(6)的端口連接一個氣體流量計(jì)(4)來記錄氣體的流速以控制臭氧流量的大小，與氣體吸收池(7)之間利用一根輸氣管(5)相連，臭氧從氣體吸收池(7)的入氣口進(jìn)入與光進(jìn)行相互的作用，光經(jīng)過臭氧的吸收后從氣體吸收池(7)射出用一個會聚透鏡(8)將光會聚，然后用探測器一(9)將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，送入計(jì)算機(jī)(13)進(jìn)行處理和計(jì)算。在不通入臭氧的時候，測出從氣體吸收池(7)出來的光的入射光強(qiáng)Itl，在通入臭氧時再測出從氣體吸收池(7)出來的光的出射光強(qiáng)I，通過觀看裝在臭氧瓶(6)的端口的氣體流量計(jì)(4)控制通入的臭氧的量，利用原理所述的計(jì)算濃度的公式，不斷的改變氣體流量計(jì)(4)的示數(shù)，利用初始光強(qiáng)和不同濃度的臭氧吸收后的光強(qiáng)的數(shù)和原理中計(jì)算濃度的關(guān)系式，以及參照達(dá)標(biāo)的溴酸鹽含量的多少，計(jì)算出正常的達(dá)標(biāo)的臭氧的量的多少。從而這一氣體流量計(jì)示數(shù)的臭氧以穩(wěn)定的流量從出氣口排入到需要消毒的灌裝礦泉水(10)中。
[0020]以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，但本實(shí)用新型的技術(shù)特征并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本實(shí)用新型的專利范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于可見光吸收光譜技術(shù)對臭氧濃度檢測的裝置，包括=He-Ne激光器(I)，反射鏡(2)，擴(kuò)束鏡(3)，氣體流量計(jì)(4)，輸氣管(5)，臭氧瓶(6)，氣體吸收池(7)，會聚透鏡(8)，探測器一(9)，需要消毒的灌裝礦泉水(10)，準(zhǔn)直透鏡(11)，探測器二(12)，計(jì)算機(jī)(13);其特征在于=He-Ne激光器(I)發(fā)出的光經(jīng)過反射鏡(2)分為兩束光一束用探測器二(12)接收，一束沿水平方向的光經(jīng)過一個擴(kuò)束鏡(3)和準(zhǔn)直透鏡(11)后射入氣體吸收池(7);臭氧瓶(6)打開后臭氧從輸氣管(5)并經(jīng)過氣體流量計(jì)(4)后進(jìn)入氣體吸收池(7)與光發(fā)生相互的作用，經(jīng)過臭氧吸收后的光射出氣體吸收池(7)后經(jīng)過會聚透鏡(8)會聚再用探測器一(9)接收送入計(jì)算機(jī)(13)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；當(dāng)計(jì)算出來的臭氧濃度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時，這時再根據(jù)氣體流量計(jì)(4)的示數(shù)將這一濃度的臭氧穩(wěn)定的送入需要消毒的灌裝礦泉水(10)中進(jìn)行消毒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可見光吸收光譜技術(shù)對臭氧濃度檢測的裝置，其特征在于:所述的He-Ne激光器(I)，發(fā)出的光為波長為632.8nm的紅光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可見光吸收光譜技術(shù)對臭氧濃度檢測的裝置，其特征在于:所述的氣體吸收池(7)是由長為60cm的不銹鋼管做成的，氣體吸收池(7)的兩側(cè)用可見光透過率為95 %以上的石英玻璃密封。
【文檔編號】G01N21/31GK203772733SQ201420040263
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】應(yīng)朝福, 王理明, 韓影, 邵杰 申請人:浙江師范大學(xué)