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

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種臭氧檢測裝置及檢測方法，解決現有技術中臭氧檢測精度低且操作過程繁瑣的缺陷，實現提高臭氧檢測裝置的檢測精度和可靠性，并方便操作人員進行使用。
[0004]本發(fā)明提供的技術方案是，一種臭氧檢測裝置，包括檢測器、控制器、采樣組件、標定組件和液路組件；所述檢測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腔，所述反應腔中設置有反應床，所述反應床貼在所述第一蓋板上，所述第一蓋板上還設置有與所述反應腔連通的進氣通道和出氣通道，所述進氣通道和所述出氣通道位于所述反應床的兩側，所述第一蓋板上還設置有與所述反應腔連通進液通道和出液通道，所述反應床遮蓋住所述進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腔的部分還開設有觀察窗，所述觀察窗與所述反應腔之間還設置有玻璃片，所述觀察窗中設置有光電傳感器；所述采樣組件包括連接在一起的采樣栗和第一流量計；所述標定組件包括氣栗、零級空氣發(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空氣發(fā)生器連接，所述零級空氣發(fā)生器通過所述三通分別與所述氣體混合器的進口和所述臭氧發(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栗；所述第一蠕動栗與所述進液通道連接，所述第一流量計與所述出氣通道連接，所述進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]進一步的，所述第一蓋板上開設有菱形凹槽，所述菱形凹槽與所述第二蓋板形成所述反應腔，所述進液通道的端口、所述出液通道的端口、所述進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]進一步的，所述菱形凹槽還設置有支撐板，所述支撐板上設置有若干通孔，所述反應床設置在所述支撐板上。
[0007]進一步的，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置有第二蠕動栗。
[0008]進一步的，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栗連接。
[0009]進一步的，所述第一切換閥與所述氣體混合器之間還設置有單向閥。
[0010]進一步的，所述臭氧發(fā)生器與所述零級空氣發(fā)生器之間還設置有第二流量計。
[0011]進一步的，所述零級空氣發(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方法，采用上述臭氧檢測裝置，具體步驟包括:
步驟1、第一蠕動栗通電，將試劑容器中的液體試劑輸送到反應腔中，液體試劑將在反應床上形成均勻的液膜，多余的液體試劑到達反應床底部后經出液通道排出；
步驟2、氣栗通電，將外界空氣輸送到零級空氣發(fā)生器中以獲得零空氣，零空氣分別進入到氣體混合器和臭氧發(fā)生器，此時，第一換向閥處于未通電狀態(tài)，臭氧氣體經過第一換向閥排空；
步驟3、背景檢測模式: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腔中與反應床上的液體試劑發(fā)生化學反應以產生化學發(fā)光信號，通過光電傳感器進行采樣獲得背景檢測模式下的背景檢測信號Xe;
步驟4、標定檢測模式，第一換向閥通電，臭氧氣體與零空氣在混合器內快速均勻混合，混合后得到標定濃度值的臭氧標準氣體，并在采樣栗的作用下以規(guī)定的流速進吸入到反應腔中與反應床上的液體試劑發(fā)生化學反應以產生化學發(fā)光信號，通過光電傳感器進行采樣獲得標定檢測模式下的標定檢測信號X1;并根據背景檢測信號X c和標定檢測信號X工獲得臭氧線性方程；
步驟5、臭氧檢測模式，第一換向閥斷電，第二換向閥通電，在采樣栗的作用下，待測氣體樣品通過空氣采樣管以規(guī)定的流速吸入到反應腔中與反應床上的液體試劑發(fā)生化學反應以產生化學發(fā)光信號，通過光電傳感器進行采樣獲得背景檢測模式下的檢測信號X2;
步驟6、根據步驟4中獲得的臭氧線性方程和步驟5中獲得的檢測信號X2，計算待測氣體樣品中的臭氧濃度。
[0013]本發(fā)明提供的臭氧檢測裝置及檢測方法，通過基于臭氧氣體與專用檢測試劑之間的氣液相表面化學發(fā)光原理，通過反應器內部反應腔和反應床配合，使得液體試劑不會因接觸外部空氣而產生成分的變化，提高了檢測靈敏度并提高了反應效率，從而極大的提高了檢測的響應速度；另外，借助于標定組件在線產生零空氣及標準濃度的臭氧氣體，實現了對背景信號及對照標定信號的快速測量，而基于臭氧化學反應檢測信號的線性特征，利用測量得到的背景檢測信號及標準臭氧濃度氣體所對應的標定檢測信號，實現了對采樣氣體檢測信號的自動在線標定，更有效的提高檢測精度，并且由于無需采用外部的標定設備進行標定，大大降低了操作人員的勞動強度，通過在線標定方法的實施，解決了傳統化學發(fā)光法測量臭氧氣體所存在的穩(wěn)定性與準確性較差的缺陷，全面提高了化學發(fā)光法測量臭氧氣體方法的實用性。本發(fā)明臭氧檢測裝置將臭氧氣體的在線測量與自動標定集成于一體，自動化程度高，使用方便，無需頻繁標定與維護，運行成本低，同時具有響應速度快、靈敏度高、選擇性好、準確性高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，可以以較高的時間分辨率實現對大氣環(huán)境中低濃度臭氧氣體的實時在線檢測。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本發(fā)明臭氧檢測裝置實施例的結構原理圖；
圖2為本發(fā)明臭氧檢測裝置實施例中檢測器的結構示意圖；
圖3為本發(fā)明臭氧檢測裝置實施例中檢測器的剖視圖；
圖4為本發(fā)明臭氧檢測裝置實施例中第一蓋板與反應床的組裝圖；
圖5為本發(fā)明臭氧檢測裝置實施例中零級空氣發(fā)生器的結構原理圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0017]如圖1-圖4所示，本實