臭氧檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體檢測(cè)裝置，尤其涉及一種臭氧檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]臭氧是大氣中的主要組成成分之一，具有很強(qiáng)的氧化性，能促使哮喘病患者哮喘發(fā)作，引起慢性呼吸系統(tǒng)疾病惡化、呼吸障礙、損害肺部功能等癥狀，長(zhǎng)期吸入氧化劑能降低人體細(xì)胞的新陳代謝，加速人的衰老，還會(huì)造成農(nóng)作物減產(chǎn)、植被破壞等。因此，大氣臭氧濃度的在線觀測(cè)有著非常重要的意義。大氣中的臭氧濃度較低，不易檢測(cè)。目前常用的檢測(cè)方法包括紫外吸收法與化學(xué)發(fā)光法。紫外吸收法的響應(yīng)速度較慢，且靈敏度較低，受干擾較多。相比之下，化學(xué)發(fā)光法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、檢測(cè)靈敏度高、選擇性好、線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。其中，氣液相化學(xué)發(fā)光法依賴于臭氧氣體與檢測(cè)試劑之間的非均相表面化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，對(duì)試劑的需求量非常少，且廢液易收集回收，裝置簡(jiǎn)單，選擇性好，靈敏度高，具有較好的應(yīng)用前景，被廣泛的使用。但在實(shí)際應(yīng)用中，液體試劑容易因接觸空氣而產(chǎn)生成分的變化，造成檢測(cè)靈敏度發(fā)生變化，檢測(cè)結(jié)果誤差變大，需要經(jīng)常性的通過外部標(biāo)定設(shè)備對(duì)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中臭氧檢測(cè)精度低且操作過程繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種臭氧檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中臭氧檢測(cè)精度低且操作過程繁瑣的缺陷，實(shí)現(xiàn)提高臭氧檢測(cè)裝置的檢測(cè)精度和可靠性，并方便操作人員進(jìn)行使用。
[0004]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種臭氧檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)器、控制器、采樣組件、標(biāo)定組件和液路組件；所述檢測(cè)器包括固定連接在一起第一蓋板和所述第二蓋板，所述第一蓋板和所述第二蓋板之間形成密閉的反應(yīng)腔，所述反應(yīng)腔中設(shè)置有反應(yīng)床，所述反應(yīng)床貼在所述第一蓋板上，所述第一蓋板上還設(shè)置有與所述反應(yīng)腔連通的進(jìn)氣通道和出氣通道，所述進(jìn)氣通道和所述出氣通道位于所述反應(yīng)床的兩側(cè)，所述第一蓋板上還設(shè)置有與所述反應(yīng)腔連通進(jìn)液通道和出液通道，所述反應(yīng)床遮蓋住所述進(jìn)液通道和所述出液通道的端口，所述第二蓋板上位于所述反應(yīng)腔的部分還開設(shè)有觀察窗，所述觀察窗與所述反應(yīng)腔之間還設(shè)置有玻璃片，所述觀察窗中設(shè)置有光電傳感器；所述采樣組件包括連接在一起的采樣栗和第一流量計(jì)；所述標(biāo)定組件包括氣栗、零級(jí)空氣發(fā)生器、臭氧發(fā)生器、氣體混合器、第一換向閥和三通，所述氣栗與所述零級(jí)空氣發(fā)生器連接，所述零級(jí)空氣發(fā)生器通過所述三通分別與所述氣體混合器的進(jìn)口和所述臭氧發(fā)生器連接，所述臭氧發(fā)生器通過所述第一換向閥與所述氣體混合器的進(jìn)口連接；所述液路組件包括連接在一起的試劑容器和第一蠕動(dòng)栗；所述第一蠕動(dòng)栗與所述進(jìn)液通道連接，所述第一流量計(jì)與所述出氣通道連接，所述進(jìn)氣通道通過第二換向閥與所述氣體混合器的出口連接，所述第二換向閥上還連接有空氣采樣管。
[0005]進(jìn)一步的，所述第一蓋板上開設(shè)有菱形凹槽，所述菱形凹槽與所述第二蓋板形成所述反應(yīng)腔，所述進(jìn)液通道的端口、所述出液通道的端口、所述進(jìn)氣通道的端口和所述出氣通道的端口分別位于所述菱形凹槽的四角。
[0006]進(jìn)一步的，所述菱形凹槽還設(shè)置有支撐板，所述支撐板上設(shè)置有若干通孔，所述反應(yīng)床設(shè)置在所述支撐板上。
[0007]進(jìn)一步的，所述出液通道連接有廢液容器，所述出液通道與所述廢液容器之間設(shè)置有第二蠕動(dòng)栗。
[0008]進(jìn)一步的，所述液路組件還包括清洗劑容器，所述清洗劑容器和所述試劑容器通過第三切換閥與所述第一蠕動(dòng)栗連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述第一切換閥與所述氣體混合器之間還設(shè)置有單向閥。
[0010]進(jìn)一步的，所述臭氧發(fā)生器與所述零級(jí)空氣發(fā)生器之間還設(shè)置有第二流量計(jì)。
[0011]進(jìn)一步的，所述零級(jí)空氣發(fā)生器包括依次連接在一起的過濾器、低壓汞燈模塊、Naf1n干燥管和凈化柱。
[0012]本發(fā)明還提供一種臭氧檢測(cè)方法，采用上述臭氧檢測(cè)裝置，具體步驟包括:
步驟1、第一蠕動(dòng)栗通電，將試劑容器中的液體試劑輸送到反應(yīng)腔中，液體試劑將在反應(yīng)床上形成均勻的液膜，多余的液體試劑到達(dá)反應(yīng)床底部后經(jīng)出液通道排出；
步驟2、氣栗通電，將外界空氣輸送到零級(jí)空氣發(fā)生器中以獲得零空氣，零空氣分別進(jìn)入到氣體混合器和臭氧發(fā)生器，此時(shí)，第一換向閥處于未通電狀態(tài)，臭氧氣體經(jīng)過第一換向閥排空；
步驟3、背景檢測(cè)模式:采樣栗通電，第二換向閥處于未通電狀態(tài)，混合器中的零空氣在采樣栗的作用下以規(guī)定的流速吸入到反應(yīng)腔中與反應(yīng)床上的液體試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光信號(hào)，通過光電傳感器進(jìn)行采樣獲得背景檢測(cè)模式下的背景檢測(cè)信號(hào)Xe;
步驟4、標(biāo)定檢測(cè)模式，第一換向閥通電，臭氧氣體與零空氣在混合器內(nèi)快速均勻混合，混合后得到標(biāo)定濃度值的臭氧標(biāo)準(zhǔn)氣體，并在采樣栗的作用下以規(guī)定的流速進(jìn)吸入到反應(yīng)腔中與反應(yīng)床上的液體試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光信號(hào)，通過光電傳感器進(jìn)行采樣獲得標(biāo)定檢測(cè)模式下的標(biāo)定檢測(cè)信號(hào)X1;并根據(jù)背景檢測(cè)信號(hào)X c和標(biāo)定檢測(cè)信號(hào)X工獲得臭氧線性方程；
步驟5、臭氧檢測(cè)模式，第一換向閥斷電，第二換向閥通電，在采樣栗的作用下，待測(cè)氣體樣品通過空氣采樣管以規(guī)定的流速吸入到反應(yīng)腔中與反應(yīng)床上的液體試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光信號(hào)，通過光電傳感器進(jìn)行采樣獲得背景檢測(cè)模式下的檢測(cè)信號(hào)X2;
步驟6、根據(jù)步驟4中獲得的臭氧線性方程和步驟5中獲得的檢測(cè)信號(hào)X2，計(jì)算待測(cè)氣體樣品中的臭氧濃度。
[0013]本發(fā)明提供的臭氧檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，通過基于臭氧氣體與專用檢測(cè)試劑之間的氣液相表面化學(xué)發(fā)光原理，通過反應(yīng)器內(nèi)部反應(yīng)腔和反應(yīng)床配合，使得液體試劑不會(huì)因接觸外部空氣而產(chǎn)生成分的變化，提高了檢測(cè)靈敏度并提高了反應(yīng)效率，從而極大的提高了檢測(cè)的響應(yīng)速度；另外，借助于標(biāo)定組件在線產(chǎn)生零空氣及標(biāo)準(zhǔn)濃度的臭氧氣體，實(shí)現(xiàn)了對(duì)背景信號(hào)及對(duì)照標(biāo)定信號(hào)的快速測(cè)量，而基于臭氧化學(xué)反應(yīng)檢測(cè)信號(hào)的線性特征，利用測(cè)量得到的背景檢測(cè)信號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)臭氧濃度氣體所對(duì)應(yīng)的標(biāo)定檢測(cè)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)采樣氣體檢測(cè)信號(hào)的自動(dòng)在線標(biāo)定，更有效的提高檢測(cè)精度，并且由于無需采用外部的標(biāo)定設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，通過在線標(biāo)定方法的實(shí)施，解決了傳統(tǒng)化學(xué)發(fā)光法測(cè)量臭氧氣體所存在的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性較差的缺陷，全面提高了化學(xué)發(fā)光法測(cè)量臭氧氣體方法的實(shí)用性。本發(fā)明臭氧檢測(cè)裝置將臭氧氣體的在線測(cè)量與自動(dòng)標(biāo)定集成于一體，自動(dòng)化程度高，使用方便，無需頻繁標(biāo)定與維護(hù)，運(yùn)行成本低，同時(shí)具有響應(yīng)速度快、靈敏度高、選擇性好、準(zhǔn)確性高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，可以以較高的時(shí)間分辨率實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣環(huán)境中低濃度臭氧氣體的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本發(fā)明臭氧檢測(cè)裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖2為本發(fā)明臭氧檢測(cè)裝置實(shí)施例中檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明臭氧檢測(cè)裝置實(shí)施例中檢測(cè)器的剖視圖；
圖4為本發(fā)明臭氧檢測(cè)裝置實(shí)施例中第一蓋板與反應(yīng)床的組裝圖；
圖5為本發(fā)明臭氧檢測(cè)裝置實(shí)施例中零級(jí)空氣發(fā)生器的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]如圖1-圖4所示，本實(shí)