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  • 产品名称:臭氧气体标准发生装置

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简单介绍:
臭氧气体标准发生装置是一款环境级臭氧分析仪 低浓度PPB级臭氧系统 该仪器是一种测量大气中臭氧浓度的仪器,它是通过测量样气流过仪器的光学平台(常称作吸收室)过程中对紫外光吸收程度来实现的。臭氧气体标准发生装置的设计提供高稳定性测量能力以便在相当长的时间内无需重复调整,并且该仪器能够在宽范围的环境条件下工作而不会对测量精度产生不利影响。 低浓度臭氧检测仪 低浓度臭氧检测仪
详情介绍:

臭氧气体标准发生装置主要部件描述
光学部分
(1)紫外光源

紫外光源是一个低压的冷阴极的汞蒸汽灯,其 92%的输出集中于 253.7nm 放射光线,在此波长下臭氧对光强吸收量*大。波长短于 200nm 光线被石英防护罩消除,防护罩的存在防止波长为 185nm 的任何产生臭氧的紫外光线。

(2)探测器

探测器是一种“日盲”的碲化铯真空二极管,它具有较宽的通带,中心波长约253.7nm,灯及探测器的全部光学选择性使得 99.5%的探测器电流都由 253.7nm 的光线产生。

(3)光学平台

光学平台(吸收室)是一个封闭反应室,具体组成有:不锈钢管和石英窗用于将气体与灯及探测器从物理上隔开,石英反射镜片安装在三角形光学模块上,用于通过反射将 UV 紫外线光传递给探测器。

气路
 (1)电磁阀

该电磁阀是一种双入单出 Teflon 隔膜阀,它通过一个由+24V 电磁阀驱动的活塞来进行操作,该电磁阀可以在来自电子系统时序电路的一路信号控制下导通和关断,以实现切换样气或参考气体至吸收室的功能。

(2)流量检测

分析仪流量传感器安装在光学平台输出口和仪器排气口之间,流速取决于冲刷延迟时间和臭氧去除器的要求(臭氧测量不依赖于流速)。对于给定的冲刷延迟时间 T 来说,流速下限根据在时间 T 内完全冲刷系统的需要而确定。该下限为 1.5L/min,约为 3.5L/min 的流量上限则按照催化去除器中的臭氧转化为双原子氧的速度而确定,更高的流量将不能使去除器及时完成其任务。

(3)泵

用于将样气抽入系统中的泵是一种交(直)流隔膜真空泵,它采用了一种 Teflon 涂层的合成橡胶隔膜。在 2.5L/min 的流量下,它具有 3.7kPa 真空的能力,这足以满足分析仪的要求。

(4)管接件和管件

为了保持样气的完整性,所有与含有臭氧的样气接触的管接件和管件为 Teflon 或 Kynar 材料。Kynar 是一种氟材料,颜色为白色,化学特性与 Teflon 相似,但在机械强度上更优。所有其它的配件为 Nylon 材料,管件为 Tygon 或 Teflon。

(5)臭氧去除器

臭氧去除器为一个双层铝制组件,包括一个可更换的填料筒,其中所消耗性元素(涂附着 MnO2 的铜网)均在工厂中加进填料筒中。

MnO2 催化臭氧生成双原子氧的反应,且其本身不与样气中其它成分反应。这样,通过过滤后进入到吸收室的样气,保持了除了臭氧之外成分的完整性。由于大气样气中,除了臭氧还有其它物质会吸收 253.7nm 紫外光,如苯。因此,在参考和采样周期内,这些物质必须具有相同的浓度。用于该仪器的‘单反应室’设计保证了这些物质是相同浓度。

臭氧气体标准发生装置电子系统
(1)电源

本机采用开关稳压电源为电子线路和灯、加热器、阀等提供+5V、+12V、±15V、 +24V 电源。

(2)前置放大板

主要作用于接收到的微弱光电流信号经 I-V 转换、放大和 A/D 变换,将数字信号经一个 10 线接插件(J2)传送到驱动板,转而提供给 CPU 板做信号处理。

信号引线可以从板上拆卸下来,这种模块化设计可以灵活配置、易于维护、故障查找以及子组件或元件的维护或更换。

该板将来自光学平台中的紫外线样气探测器的低电流输出变换为一个电压量,该电压直接与该电流强度成正比。这个电压经过一个高分辨率的 A/D 转换器变换为相应的数字量。每个‘参考及测量对’的数据经过随后的信号处理就计算出了臭氧浓度,用于显示在仪器前面板上的显示屏

(3)CPU板

CPU 板上有一个中央处理单元(CPU)、一个 watchdog 复位电路、一个系统时钟、数据、地址、控制总线缓冲器、串行通讯以及另一组 A/D 转换和 D/A 转换电路。该板实时检测各传感器信号并转换成数字量上传给上位机(工控机),经数据处理完成臭氧浓度检测。同时,接收上位机控制字,通过驱动板驱动各相关部件完成各种控制动作和完成 D/A 输出。

如果由于某种原因 CPU 在某个非预期的程序循环内停止不动,复位电路将在**优先权基础上使 CPU 恢复到正常状态。

(4)灯驱动及加热器控制

通过灯驱动电路给 UV 灯提供稳定的工作电源来驱动 UV 灯,给分析仪提供紫外光源;加热器控制电路通过加热器温度的控制,保证光束强度的稳定性。

(5)相关参量的测量

三个测量通道分别与压力、温度和流量传感器相连接,将信号经 I-V 转换、放大、滤波等预处理后,由一个 40 线连接器(J1)提供给 CPU 板完成这些参量的检测。(这个连接器还通过 CPU 板给驱动板提供除+24V 以外的其它电源供给)。

流量测量指示当前气路的流量。同时也可以指示出由于泵故障或其他气路问题造成的气路故障。在参照和测量周期转换的过程中,流量高于下限是气路获得完全冲刷从而得到准确的测量数据的保证。

压力和温度的测量,提供当前气路的压力和温度(不同于机外的压力和温度),用来将测量值修正到标准状态( 1 [atmosphere]和 273.15° [K])下的值。其中,温度通过采用两个微调电位器调节校准,在 0-50℃温度范围内,温度电路的精度为±0.3℃,而校准是在 25℃。

臭氧气体标准发生装置温度电路具有一个产生正比于优良温度的输出电流的集成温度变送器。该电路很精准,以致于一些 NBS 温度计实际上以它作为参照。由于臭氧读数 1%的误差对应 3.0℃的温度误差读数,来自温度电路的温度导致的zui大的臭氧读数误差的*zui坏情况也绝不会超 0.2%。

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