低濃度標(biāo)準(zhǔn)臭氧發(fā)生器的反饋控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及低濃度標(biāo)準(zhǔn)臭氧發(fā)生器的反饋控制裝置，包括壓力調(diào)節(jié)器、臭氧發(fā)生器、流量控制器、氣路閥組、雙光路紫外光度計(jì)、抽氣裝置以及嵌入式計(jì)算機(jī)組成。本發(fā)明解決了產(chǎn)生低濃度臭氧氣體準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了低濃度的臭氧發(fā)生器的控制調(diào)節(jié)和輸出濃度的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，具有響應(yīng)時(shí)間快，測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明可應(yīng)用于臭氧氣體的標(biāo)準(zhǔn)傳遞、臭氧分析儀的校準(zhǔn)等實(shí)驗(yàn)室配氣和移動(dòng)式臭氧標(biāo)準(zhǔn)氣體生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】低濃度標(biāo)準(zhǔn)臭氧發(fā)生器的反饋控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及低濃度臭氧發(fā)生器的校準(zhǔn)和反饋控制，尤其涉及可對(duì)低濃度臭氧發(fā)生器內(nèi)部進(jìn)行反饋控制和實(shí)時(shí)校準(zhǔn)的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]臭氧是空氣中污染物化學(xué)毒害演變的主要參入者和催動(dòng)力，是預(yù)測(cè)空氣中污染物危害的主要監(jiān)測(cè)對(duì)象。
[0003]臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，穩(wěn)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(biāo)準(zhǔn)氣體不能采用傳統(tǒng)氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備方法進(jìn)行制備、儲(chǔ)存、運(yùn)輸。制備臭氧標(biāo)準(zhǔn)氣體必須采用“即配即用"的方法。
[0004]目前，我國(guó)已初步建成國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)，臭氧氣體的連續(xù)監(jiān)測(cè)已成為其中的必測(cè)項(xiàng)目之一。因此，對(duì)臭氧分析儀量值的計(jì)量和校準(zhǔn)，建立臭氧計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)量值與國(guó)際相關(guān)量值的溯源和標(biāo)準(zhǔn)傳遞是必要的。
[0005]市場(chǎng)上有類似的低濃度臭氧發(fā)生器，可以產(chǎn)生臭氧氣體，但輸出濃度不能準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的測(cè)量和反饋控制，輸出流量也不可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種低濃度標(biāo)準(zhǔn)臭氧發(fā)生器的反饋控制
>J-U ρ?α裝直。
[0007]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為:低濃度標(biāo)準(zhǔn)臭氧發(fā)生器的反饋控制裝置，其不同在于，包括壓力調(diào)節(jié)器、臭氧發(fā)生器、流量控制器、氣路閥組、雙光路紫外光度計(jì)、抽氣裝置以及嵌入式計(jì)算機(jī)；純凈干燥的空氣經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)器分流后進(jìn)入臭氧發(fā)生器，然后臭氧氣體與純凈干燥的氣體經(jīng)過(guò)混合后輸出，輸出的臭氧氣體分流一部分進(jìn)入雙光路紫外光度計(jì)，經(jīng)過(guò)光池后進(jìn)行壓力流量檢測(cè)，再由抽氣裝置排出；雙光路紫外光度計(jì)對(duì)輸出的臭氧氣體濃度實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量的信號(hào)輸出至嵌入式計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得出的濃度值與設(shè)定值比較，嵌入式計(jì)算機(jī)對(duì)臭氧發(fā)生器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制調(diào)節(jié)。
[0008]臭氧發(fā)生器可采用低壓汞燈輻射方法或者高壓電暈放電取得。低壓汞燈采用高頻開關(guān)電源供電，產(chǎn)生紫外輻射，經(jīng)過(guò)干燥凈化后的純凈空氣在紫外輻射的照射下，將空氣中的氧分子結(jié)合成臭氧分子，產(chǎn)生臭氧氣體，臭氧氣體的濃度和低壓汞燈的輻射強(qiáng)度成正比。另外一種高壓電暈放電，在玻璃臭氧管的內(nèi)外兩端放置兩個(gè)金屬導(dǎo)體作為電極，采用上萬(wàn)伏小電流的電源供電，加載在電極兩端，純凈的空氣流經(jīng)臭氧管，空氣中的氧分子在高壓電暈的情況下產(chǎn)生臭氧分子。
[0009]流量控制器可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)量輸出的氣體流量，也可以根據(jù)嵌入式計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)調(diào)節(jié)流量。
[0010]氣路閥組根據(jù)嵌入式計(jì)算機(jī)的控制指令將純凈空氣和臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧氣體以分時(shí)交替的方式進(jìn)入雙光路光度計(jì)測(cè)量。
[0011]雙光路紫外光度計(jì)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(shè)有兩路光池，每一路光池分別設(shè)有濾光片、窗口玻璃、光電檢測(cè)器和流量壓力測(cè)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(jì)檢測(cè)，檢測(cè)信號(hào)輸出至嵌入式計(jì)算機(jī)進(jìn)行濃度數(shù)據(jù)的計(jì)算。
[0013]以上方案中，嵌入式計(jì)算機(jī)可對(duì)臭氧發(fā)生器的輸出濃度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)和控制。嵌入式計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集輸出的臭氧流量，可根據(jù)需要改變輸出的臭氧流量范圍。嵌入式計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)定后的臭氧流量值和輸出的流量值比較，發(fā)出指令實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)流量控制器，使輸出的流量值和設(shè)定值一致，可動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。
[0014]以上方案中，嵌入式計(jì)算機(jī)可對(duì)臭氧發(fā)生器輸出的臭氧氣體流量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)和控制。嵌入式計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集雙光路光度計(jì)的測(cè)量信號(hào)，對(duì)采集到的信號(hào)計(jì)算轉(zhuǎn)換濃度值，將計(jì)算的濃度值與設(shè)定的臭氧發(fā)生器需要發(fā)生的濃度值進(jìn)行比較并校準(zhǔn)，使輸出的濃度值與設(shè)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(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1)采用雙光路光度計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量臭氧輸出濃度，使臭氧輸出濃度精度更高，實(shí)現(xiàn)了臭氧氣體標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)傳遞；
2)采用嵌入式計(jì)算機(jī)進(jìn)行采集和調(diào)節(jié)流量，輸出流量動(dòng)態(tài)可調(diào)，使臭氧發(fā)生器輸出氣體可供多臺(tái)分析儀，使用更便捷；
3)本發(fā)明結(jié)構(gòu)還可以小型化，可實(shí)現(xiàn)臭氧氣體標(biāo)準(zhǔn)傳遞的便攜式、移動(dòng)式。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖1中，1-壓力調(diào)節(jié)器，2-低濃度臭氧發(fā)生器，3 -臭氧發(fā)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(jì)算機(jī)，11-氣路閥組，12-分光鏡，13-紫外光源，14-雙光路紫外光度計(jì)，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(cè)量裝置，21-B路流量壓力測(cè)量裝置，22-窗口玻璃B，23-窗口玻璃A，24 -光電檢測(cè)器A，25-光電檢測(cè)器B，26 -三通接頭，27-抽氣裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。
[0019]本發(fā)明涉及低濃度標(biāo)準(zhǔn)臭氧發(fā)生器的反饋控制裝置，包括壓力調(diào)節(jié)器、臭氧發(fā)生器、流量控制器、氣路閥組、雙光路紫外光度計(jì)、抽氣裝置以及嵌入式計(jì)算機(jī)組成。純凈干燥的空氣經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)器分流后進(jìn)入臭氧發(fā)生器，然后臭氧氣體與純凈干燥的氣體經(jīng)過(guò)混合后輸出。輸出的臭氧氣體分流一部分進(jìn)入雙光路紫外光度計(jì)，經(jīng)過(guò)光池后進(jìn)行壓力流量檢測(cè)，再由抽氣裝置排出。雙光路紫外光度計(jì)經(jīng)過(guò)定期校準(zhǔn)，對(duì)輸出的臭氧氣體濃度實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量的信號(hào)輸出至嵌入式計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得出的濃度值與設(shè)定值比較，嵌入式計(jì)算機(jī)對(duì)臭氧發(fā)生器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制調(diào)節(jié)。本發(fā)明解決了產(chǎn)生低濃度臭氧氣體準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了低濃度的臭氧發(fā)生器的控制調(diào)節(jié)和輸出濃度的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，具有響應(yīng)時(shí)間快，測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明可應(yīng)用于臭氧氣體的標(biāo)準(zhǔn)傳遞、臭氧分析儀的校準(zhǔn)等實(shí)驗(yàn)室配氣和移動(dòng)式臭氧標(biāo)準(zhǔn)氣體生產(chǎn)。
[0020]請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明低濃度標(biāo)準(zhǔn)臭氧發(fā)生器的反饋控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括壓力調(diào)節(jié)器1、臭氧發(fā)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(jì)，抽氣裝置27以及嵌入式計(jì)算機(jī)10組成。嵌入式計(jì)算機(jī)可采用美國(guó)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(wǎng)絡(luò)接口、USB數(shù)據(jù)接口、電源接口和SD存儲(chǔ)卡等。它可以實(shí)時(shí)采集處理外接輸入的信號(hào)，將計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、上傳、存儲(chǔ)。
[0021]純凈干燥的空氣經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)器I分流后進(jìn)入臭氧發(fā)生器2，輸出至小流量控制器6調(diào)節(jié)后與三通接頭7的一端連接。另一路經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)器I分流后的純凈空氣經(jīng)過(guò)大流量控制器5檢測(cè)和控制流量，輸出后三通接頭7的一端連接，兩路氣體在三通接頭7處混合后與三通接頭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(fā)生器2上安裝有臭氧發(fā)生元件3和臭氧濃度控制元件4，用于持續(xù)產(chǎn)生一定濃度的臭氧氣體，也可以控制調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)器I將純凈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(jì)算機(jī)11相連，根據(jù)其控制指令，將輸入的純凈空氣和臭氧氣體分時(shí)輸出至雙光路紫外光度計(jì)14的氣路入口。
[0025]雙光路紫外光度計(jì)14 一端安裝有紫外光源13，紫外光源13經(jīng)過(guò)分光鏡12分成兩路紫外光，經(jīng)過(guò)一組濾光片A16、濾光片B17的過(guò)濾后，分別進(jìn)入光池A19、光池B18，再經(jīng)過(guò)窗口玻璃A23和窗口玻璃B22，再由光電檢測(cè)器A24和光電檢測(cè)器B25檢測(cè)，檢測(cè)信號(hào)分別接入至嵌入式計(jì)算機(jī)10。
[0026]兩路被測(cè)氣體分別進(jìn)入雙光路紫外光度計(jì)14的光池A19和光池B18，輸出后分別進(jìn)入A路流量壓力測(cè)量裝置20和B路流量壓力測(cè)量裝置21進(jìn)行壓力流量檢測(cè)和控制，再同時(shí)輸出至三通接頭26，最后與抽氣裝置27連接，由抽氣裝置27排出。
[0027]雙光路紫外光度計(jì)14上安裝有加熱裝置15，用于對(duì)紫外光源13的恒溫加熱，加熱溫度控制在50°C ±1°C，保證了光源輸出的峰值和穩(wěn)定性。
[0028]臭氧發(fā)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的控制端口分別與嵌入式計(jì)算機(jī)10的控制端口相連。
[0029]A路流量壓力測(cè)量裝置20、B路流量壓力測(cè)量裝置21、光電檢測(cè)器A24，光電檢測(cè)器B25的信號(hào)輸出接口分別與嵌入式計(jì)算機(jī)10的信號(hào)采集端口相連，對(duì)各個(gè)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集處理。
[0030]雙光路紫外光度計(jì)14經(jīng)過(guò)定期校準(zhǔn)，對(duì)輸出的臭氧氣體濃度實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量的信號(hào)輸出至嵌入式計(jì)算機(jī)10進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得出的濃度值與設(shè)定值比較，嵌入式計(jì)算機(jī)10對(duì)臭氧發(fā)生器2進(jìn)行實(shí)時(shí)控制調(diào)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1.低濃度標(biāo)準(zhǔn)臭氧發(fā)生器的反饋控制裝置，其特征在于，包括壓力調(diào)節(jié)器、臭氧發(fā)生器、流量控制器、氣路閥組、雙光路紫外光度計(jì)、抽氣裝置以及嵌入式計(jì)算機(jī)；純凈干燥的空氣經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)器分流后進(jìn)入臭氧發(fā)生器，然后臭氧氣體與純凈干燥的氣體經(jīng)過(guò)混合后輸出，輸出的臭氧氣體分流一部分進(jìn)入雙光路紫外光度計(jì)，經(jīng)過(guò)光池后進(jìn)行壓力流量檢測(cè)，再由抽氣裝置排出；雙光路紫外光度計(jì)對(duì)輸出的臭氧氣體濃度實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量的信號(hào)輸出至嵌入式計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得出的濃度值與設(shè)定值比較，嵌入式計(jì)算機(jī)對(duì)臭氧發(fā)生器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低濃度標(biāo)準(zhǔn)臭氧發(fā)生器的反饋控制裝置，其特征在于，輸出的臭氧氣體濃度由雙光路紫外光度計(jì)檢測(cè)，檢測(cè)信號(hào)輸出至嵌入式計(jì)算機(jī)進(jìn)行濃度數(shù)據(jù)的計(jì)算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低濃度標(biāo)準(zhǔn)臭氧發(fā)生器的反饋控制裝置，其特征在于，嵌入式計(jì)算機(jī)可對(duì)臭氧發(fā)生器的輸出濃度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)和控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低濃度標(biāo)準(zhǔn)臭氧發(fā)生器的反饋控制裝置，其特征在于，嵌入式計(jì)算機(jī)可對(duì)臭氧發(fā)生器輸出的臭氧氣體流量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)和控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低濃度標(biāo)準(zhǔn)臭氧發(fā)生器的反饋控制裝置，其特征在于，所用的氣路接頭材料為PTFE、PVDF或PFA。
【文檔編號(hào)】G05D7/06GK104360692SQ201410661858
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】代波華, 郭婷, 郭鵬 申請(qǐng)人:武漢怡特環(huán)?？萍加邢薰?br>