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美国2B Model 106L臭氧分析仪的操作原理是什么?
时间 : 2019-01-23浏览量 : 298

美国2B Model 106L臭氧分析仪的操作原理是什么?原理如下:

紫外吸收技术法长期用于测量大气臭氧,具有高度周密性和准确性。臭氧分子具有在254mm处较大吸收的特性,和低压汞灯发射的主要波长一致。所幸的是,仅发现空气中很少分子在显著浓度下吸收该波长的光线。然而,如果含芳烃的有机化合物存在的话,就会在高度污染的空气中产生干扰现象。

图1是臭氧分析仪的原理图。光通过一个14cm长的装有石英窗的吸收池会变稀薄,臭氧检测便基于此原理。一个低压汞灯位于吸收池的一边,而光电二很管位于吸收池的另边。光电二很管有内置的集中在254m波长的干扰滤波器,该波长是汞灯发射的光的主要波长。一个空气泵抽取样气进入仪器,流量大约为1L/Min。一个电磁阀自动转换将空直接送入吸收池或通过臭氧净化器再将空气送入吸收池,二者交替进行。光电二很管里光的强度通过经过净化器和未经过净化器的空气测量,经过臭氧净化器的空气记做(I。),未经臭氧净化器的空气记做(I)。

美国2B Model 106L臭氧分析仪操作原理.png

图1:臭氧分析仪原理图

根据比尔-朗伯定律,依据测量到的l和Ⅰ,可计算出臭氧浓度:

这里1是路径长度(14cm)而是在254m(1.15x10cm2分子或308 atm cm处的吸收截面积,已知的准确度约为1%。2B科技的仪器采用和其它商业仪器相同的截面积(消光系数)。测量吸收池内的压力和温度,这样臭氧浓度便能按照十亿分之一的体积(ppbv)混合比率形式显示。除了臭氧混合比率外,仪器还显示和记录池温、池压。池压以Torr或mbar为单位,池温以℃或K单位显示和记录。

理论上讲,用紫外吸收法测量臭氧无需外部校准。然而,光电二很管的非线性响应和电子器件会引起测量偏差。因此每台仪器都与实验室里NST可溯源标准臭氧分光光度计,在大量程的臭氧混合比中进行比对。这些测量结果用于校准臭氧分析仪的偏差和斜率(增益或灵敏度)。对仪器偏差和斜率的修正会被记录在仪器的出厂证明里。出厂前,这些校准参数已被植入微处理器内。用户可以根据需要,通过面板进行更改校准参数。由于温度变化或吸收池的化学污染,偏差可能会漂移,因此我们建议仪器至少每年校准一次或多次。如下涉及,可以时不时用仪器附带的外部臭氧净化器,对仪器进行准确的偏差修正。进入菜单,用户可更改斜率和偏差等校准参数。

图1中省略了 Dewline技术,使用该技术可使得湿气进入检测池(等同于进行I和Io测量时,进入检测池的湿度)。关于 Dewline的技术讨论和它对臭氧测量的重要性。简而言之,被吸附在检测池内壁上的水汽改变了吸收池的反射率,如果湿度与Ⅰ和Io的测量结果不一致,臭氧测量偏差就会产生因而在环境湿度中,会产生高达数十ppb的急剧湿度变化偏差。该偏差随着内部臭氧净化器平衡水蒸气的时间而变化。即便是固定现场的臭氧监测仪,如果仪器通过干燥的罐装气调零,并在湿空气中使用,测量偏差亦会产生。 Dewline解决方案是2B仪器所拥有的,它解决了这个常被忽略的问题。