低濃度標準臭氧發生器的反饋控制裝置製造方法
2023-12-12 04:37:57 1
低濃度標準臭氧發生器的反饋控制裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及低濃度標準臭氧發生器的反饋控制裝置，包括壓力調節器、臭氧發生器、流量控制器、氣路閥組、雙光路紫外光度計、抽氣裝置以及嵌入式計算機組成。本發明解決了產生低濃度臭氧氣體準確度不高的問題，實現了低濃度的臭氧發生器的控制調節和輸出濃度的實時校準，具有響應時間快，測量精度高的優點。本發明可應用於臭氧氣體的標準傳遞、臭氧分析儀的校準等實驗室配氣和移動式臭氧標準氣體生產。
【專利說明】低濃度標準臭氧發生器的反饋控制裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及低濃度臭氧發生器的校準和反饋控制，尤其涉及可對低濃度臭氧發生器內部進行反饋控制和實時校準的裝置。
【背景技術】
[0002]臭氧是空氣中汙染物化學毒害演變的主要參入者和催動力，是預測空氣中汙染物危害的主要監測對象。
[0003]臭氧是一種強氧化劑，穩定性極差，在常溫下可自行分解為氧氣，溫度升高分解加快。因此，臭氧標準氣體不能採用傳統氣體標準物質的製備方法進行製備、儲存、運輸。製備臭氧標準氣體必須採用「即配即用"的方法。
[0004]目前，我國已初步建成國家環境空氣品質監測網，臭氧氣體的連續監測已成為其中的必測項目之一。因此，對臭氧分析儀量值的計量和校準，建立臭氧計量標準，實現量值與國際相關量值的溯源和標準傳遞是必要的。
[0005]市場上有類似的低濃度臭氧發生器，可以產生臭氧氣體，但輸出濃度不能準確實時的測量和反饋控制，輸出流量也不可動態調節。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是針對上述現狀，旨在提供一種低濃度標準臭氧發生器的反饋控制
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[0007]本發明目的的實現方式為:低濃度標準臭氧發生器的反饋控制裝置，其不同在於，包括壓力調節器、臭氧發生器、流量控制器、氣路閥組、雙光路紫外光度計、抽氣裝置以及嵌入式計算機；純淨乾燥的空氣經過壓力調節器分流後進入臭氧發生器，然後臭氧氣體與純淨乾燥的氣體經過混合後輸出，輸出的臭氧氣體分流一部分進入雙光路紫外光度計，經過光池後進行壓力流量檢測，再由抽氣裝置排出；雙光路紫外光度計對輸出的臭氧氣體濃度實時測量，測量的信號輸出至嵌入式計算機進行計算，計算得出的濃度值與設定值比較，嵌入式計算機對臭氧發生器進行實時控制調節。
[0008]臭氧發生器可採用低壓汞燈輻射方法或者高壓電暈放電取得。低壓汞燈採用高頻開關電源供電，產生紫外輻射，經過乾燥淨化後的純淨空氣在紫外輻射的照射下，將空氣中的氧分子結合成臭氧分子，產生臭氧氣體，臭氧氣體的濃度和低壓汞燈的輻射強度成正比。另外一種高壓電暈放電，在玻璃臭氧管的內外兩端放置兩個金屬導體作為電極，採用上萬伏小電流的電源供電，加載在電極兩端，純淨的空氣流經臭氧管，空氣中的氧分子在高壓電暈的情況下產生臭氧分子。
[0009]流量控制器可以實時準確的測量輸出的氣體流量，也可以根據嵌入式計算機的控制信號調節流量。
[0010]氣路閥組根據嵌入式計算機的控制指令將純淨空氣和臭氧發生器產生的臭氧氣體以分時交替的方式進入雙光路光度計測量。
[0011]雙光路紫外光度計安裝有紫外光源，紫外光源的一端安裝有分光鏡，將紫外光分成兩路平行光。它設有兩路光池，每一路光池分別設有濾光片、窗口玻璃、光電檢測器和流量壓力測量裝置。
[0012]以上方案中，輸出的臭氧氣體濃度由雙光路紫外光度計檢測，檢測信號輸出至嵌入式計算機進行濃度數據的計算。
[0013]以上方案中，嵌入式計算機可對臭氧發生器的輸出濃度進行動態調節和控制。嵌入式計算機實時採集輸出的臭氧流量，可根據需要改變輸出的臭氧流量範圍。嵌入式計算機根據設定後的臭氧流量值和輸出的流量值比較，發出指令實時調節流量控制器，使輸出的流量值和設定值一致，可動態實時調節。
[0014]以上方案中，嵌入式計算機可對臭氧發生器輸出的臭氧氣體流量進行動態調節和控制。嵌入式計算機實時採集雙光路光度計的測量信號，對採集到的信號計算轉換濃度值，將計算的濃度值與設定的臭氧發生器需要發生的濃度值進行比較並校準，使輸出的濃度值與設定值一致。
[0015]以上方案中，所用的氣路接頭材料為PTFE、PVDF或PFA。
[0016]與現有技術比較，本發明的優點在於:
1)採用雙光路光度計實時測量臭氧輸出濃度，使臭氧輸出濃度精度更高，實現了臭氧氣體標準的實驗室和現場傳遞；
2)採用嵌入式計算機進行採集和調節流量，輸出流量動態可調，使臭氧發生器輸出氣體可供多臺分析儀，使用更便捷；
3)本發明結構還可以小型化，可實現臭氧氣體標準傳遞的可攜式、移動式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的結構示意圖；
圖1中，1-壓力調節器，2-低濃度臭氧發生器，3 -臭氧發生元件，4-臭氧濃度控制元件，5-大流量控制器，6-小流量控制器，7-三通接頭，8-三通接頭，9臭氧出口，10 -嵌入式計算機，11-氣路閥組，12-分光鏡，13-紫外光源，14-雙光路紫外光度計，15 -加熱裝置，16-濾光片A，17-濾光片B，18-光池B，19-光池A，20 -A路流量壓力測量裝置，21-B路流量壓力測量裝置，22-窗口玻璃B，23-窗口玻璃A，24 -光電檢測器A，25-光電檢測器B，26 -三通接頭，27-抽氣裝置。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特徵和優點作更詳細的說明。
[0019]本發明涉及低濃度標準臭氧發生器的反饋控制裝置，包括壓力調節器、臭氧發生器、流量控制器、氣路閥組、雙光路紫外光度計、抽氣裝置以及嵌入式計算機組成。純淨乾燥的空氣經過壓力調節器分流後進入臭氧發生器，然後臭氧氣體與純淨乾燥的氣體經過混合後輸出。輸出的臭氧氣體分流一部分進入雙光路紫外光度計，經過光池後進行壓力流量檢測，再由抽氣裝置排出。雙光路紫外光度計經過定期校準，對輸出的臭氧氣體濃度實時測量，測量的信號輸出至嵌入式計算機進行計算，計算得出的濃度值與設定值比較，嵌入式計算機對臭氧發生器進行實時控制調節。本發明解決了產生低濃度臭氧氣體準確度不高的問題，實現了低濃度的臭氧發生器的控制調節和輸出濃度的實時校準，具有響應時間快，測量精度高的優點。本發明可應用於臭氧氣體的標準傳遞、臭氧分析儀的校準等實驗室配氣和移動式臭氧標準氣體生產。
[0020]請參閱圖1所示，本發明低濃度標準臭氧發生器的反饋控制裝置的結構示意圖，包括壓力調節器1、臭氧發生器2、大流量控制器5、小流量控制器6、氣路閥組11、雙光路紫外光度計，抽氣裝置27以及嵌入式計算機10組成。嵌入式計算機可採用美國TI公司的0MAP4350為主處理器，外圍集成了串行通信接口、彩色觸摸液晶屏接口、WLAN/Internet網絡接口、USB數據接口、電源接口和SD存儲卡等。它可以實時採集處理外接輸入的信號，將計算的數據進行顯示、上傳、存儲。
[0021]純淨乾燥的空氣經過壓力調節器I分流後進入臭氧發生器2，輸出至小流量控制器6調節後與三通接頭7的一端連接。另一路經過壓力調節器I分流後的純淨空氣經過大流量控制器5檢測和控制流量，輸出後三通接頭7的一端連接，兩路氣體在三通接頭7處混合後與三通接頭8的一端連接，三通接頭8的另一端與臭氧輸出口 9連接輸出氣體。
[0022]臭氧發生器2上安裝有臭氧發生元件3和臭氧濃度控制元件4，用於持續產生一定濃度的臭氧氣體，也可以控制調節臭氧氣體輸出的濃度。它還安裝有加熱裝置，將其工作溫度控制在48 °C ±1°C。
[0023]輸出的臭氧氣體的三通接頭8的另一端與氣路閥組11連接，壓力調節器I將純淨的空氣分流一部分到氣路閥組11。
[0024]氣路閥組11的控制電源與嵌入式計算機11相連，根據其控制指令，將輸入的純淨空氣和臭氧氣體分時輸出至雙光路紫外光度計14的氣路入口。
[0025]雙光路紫外光度計14 一端安裝有紫外光源13，紫外光源13經過分光鏡12分成兩路紫外光，經過一組濾光片A16、濾光片B17的過濾後，分別進入光池A19、光池B18，再經過窗口玻璃A23和窗口玻璃B22，再由光電檢測器A24和光電檢測器B25檢測，檢測信號分別接入至嵌入式計算機10。
[0026]兩路被測氣體分別進入雙光路紫外光度計14的光池A19和光池B18，輸出後分別進入A路流量壓力測量裝置20和B路流量壓力測量裝置21進行壓力流量檢測和控制，再同時輸出至三通接頭26，最後與抽氣裝置27連接，由抽氣裝置27排出。
[0027]雙光路紫外光度計14上安裝有加熱裝置15，用於對紫外光源13的恆溫加熱，加熱溫度控制在50°C ±1°C，保證了光源輸出的峰值和穩定性。
[0028]臭氧發生元件3、臭氧濃度控制元件4、大流量控制器5、氣路閥組11、紫外光源13、加熱裝置15的控制埠分別與嵌入式計算機10的控制埠相連。
[0029]A路流量壓力測量裝置20、B路流量壓力測量裝置21、光電檢測器A24，光電檢測器B25的信號輸出接口分別與嵌入式計算機10的信號採集埠相連，對各個信號進行實時採集處理。
[0030]雙光路紫外光度計14經過定期校準，對輸出的臭氧氣體濃度實時測量，測量的信號輸出至嵌入式計算機10進行計算，計算得出的濃度值與設定值比較，嵌入式計算機10對臭氧發生器2進行實時控制調節。
【權利要求】
1.低濃度標準臭氧發生器的反饋控制裝置，其特徵在於，包括壓力調節器、臭氧發生器、流量控制器、氣路閥組、雙光路紫外光度計、抽氣裝置以及嵌入式計算機；純淨乾燥的空氣經過壓力調節器分流後進入臭氧發生器，然後臭氧氣體與純淨乾燥的氣體經過混合後輸出，輸出的臭氧氣體分流一部分進入雙光路紫外光度計，經過光池後進行壓力流量檢測，再由抽氣裝置排出；雙光路紫外光度計對輸出的臭氧氣體濃度實時測量，測量的信號輸出至嵌入式計算機進行計算，計算得出的濃度值與設定值比較，嵌入式計算機對臭氧發生器進行實時控制調節。
2.根據權利要求1所述的低濃度標準臭氧發生器的反饋控制裝置，其特徵在於，輸出的臭氧氣體濃度由雙光路紫外光度計檢測，檢測信號輸出至嵌入式計算機進行濃度數據的計算。
3.根據權利要求1所述的低濃度標準臭氧發生器的反饋控制裝置，其特徵在於，嵌入式計算機可對臭氧發生器的輸出濃度進行動態調節和控制。
4.根據權利要求1所述的低濃度標準臭氧發生器的反饋控制裝置，其特徵在於，嵌入式計算機可對臭氧發生器輸出的臭氧氣體流量進行動態調節和控制。
5.根據權利要求1所述的低濃度標準臭氧發生器的反饋控制裝置，其特徵在於，所用的氣路接頭材料為PTFE、PVDF或PFA。
【文檔編號】G05D7/06GK104360692SQ201410661858
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】代波華, 郭婷, 郭鵬 申請人:武漢怡特環保科技有限公司