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濃度數(shù)學(xué)計(jì)算模型

臭氧濃度數(shù)學(xué)模型（如公式一）是根據(jù)Lambert and Beer定律推出的。

在這個(gè)臭氧濃度計(jì)算公式中，只要知道樣品電流、采樣電流和臭氧吸收池距離，那么我們就可以計(jì)算出臭氧濃度大小。由于，臭氧吸收池的距離的限制，最大臭氧濃度只能測(cè)到300 O3 g/m。

電路原理的實(shí)現(xiàn)

基本電路由電源部分、紫外燈控制、紫外光線樣品檢測(cè)、紫外光線采樣檢測(cè)，對(duì)數(shù)放大器Log100、模擬輸出及顯示六大部分組成。

電路核心部分就是用對(duì)數(shù)放大器Log100來(lái)實(shí)現(xiàn)臭氧濃度數(shù)學(xué)模型。LOG100是 14引腳可以對(duì)兩個(gè)電流或電壓之比進(jìn)行對(duì)數(shù)運(yùn)算的集成電路，該放大器輸出電流動(dòng)態(tài)范圍寬，可以在1nA到 1mA之間變化。輸出誤差范圍不超過(guò)0.1%。基本接線（如圖1） ，輸出公式: Vout =VT×ln I0/I （注釋:VT---常數(shù);Vout---輸出電壓）。

電源部分主要是產(chǎn)生紫外燈需要的高壓電源，同時(shí)產(chǎn)生電路板上需要的+15V直流電。紫外燈燈控部分主要是控制紫外燈燈電流在恒定允許范圍之內(nèi)，過(guò)高、過(guò)低可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，如果調(diào)不了說(shuō)明紫外燈壽命到了，面板上有一個(gè)紅燈變亮，提示你應(yīng)該更換新的紫外燈了。標(biāo)準(zhǔn)紫外光檢測(cè)和采樣紫外光檢測(cè)部分也是較關(guān)鍵部分，.光電傳感器把紫外線的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后經(jīng)兩次運(yùn)算放大器進(jìn)行信號(hào)整理放大，送給LOG100進(jìn)行計(jì)算處理后，顯示輸出。模擬輸出0~20mA與臭氧濃度大小是成線性關(guān)系的。

基本結(jié)構(gòu)

檢測(cè)儀主要由低壓紫外燈，光波過(guò)濾器、入射紫外光反射器、臭氧吸收池、樣品光電傳感器、采樣光電傳感器、輸出顯示、電路部件構(gòu)成。（如圖2）

1. 主要技術(shù)指標(biāo)

1.1 可顯示單位:O3 g/m ，mg/ m ;ppm

1.2 測(cè)量范圍:0~10 O3 g/m , 0~100 O3 g/m , 0~200 O3 g/m

1.3 檢測(cè)極限:10 ppb

1.4 顯示精確度:讀數(shù)的 +1 %

1.5 輸入電源:AC110 V/ AC220 V 50~60 HZ

1.6 模擬輸出:0/4~20 mA

2.儀器校準(zhǔn)方法

2.1 校準(zhǔn)儀器校準(zhǔn)

采用德國(guó)安思羅斯公司GM-PRO標(biāo)準(zhǔn)臭氧檢測(cè)儀對(duì)已生產(chǎn)的臭氧檢測(cè)儀進(jìn)行分布選取10個(gè)測(cè)試點(diǎn)對(duì)比，誤差范圍控制在+1 %以內(nèi)為合格。

2.2化學(xué)滴定法

化學(xué)方法即碘化鉀、硫代硫酸鈉滴定法來(lái)檢測(cè)臭氧濃度。我們也分布選取10個(gè)測(cè)試點(diǎn)，然后用臭氧檢測(cè)儀與化學(xué)滴定法測(cè)試的10個(gè)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，誤差范圍控制在 +1%以內(nèi)。碘化鉀滴定法原理是用強(qiáng)氧化劑臭氧與碘化鉀反應(yīng),使碘游離出來(lái)到水里，水就會(huì)變?yōu)椴枭＃ǚ磻?yīng)式: O3+2KI+H2O O2+I2+KOH）利用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定，使游離碘變?yōu)榈饣c，反應(yīng)終點(diǎn)為水全褪色。（反應(yīng)式:I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6）

臭氧濃度:C= （Ana×B×2400） / V0 單位 （mg/l）

（注釋:Ana----硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液用量ml ; B---硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度mol/l;

V0-----臭氧氧化其他取樣體積ml ）

3. 紫外線吸收臭氧檢測(cè)儀

結(jié)論

本文研制的臭氧濃度檢測(cè)儀采用了紫外線吸收法，單點(diǎn)光源、雙光路檢測(cè)、體積小、精確度高、穩(wěn)定性好、可以連續(xù)工作;其測(cè)量范圍寬，最大測(cè)量范圍300 O3 g/m。另外，該檢測(cè)儀還具有0/4-20 mA模擬輸出，可以與臭氧發(fā)生器，PID調(diào)節(jié)器組成臭氧閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。