臭氧濃度檢測儀的工作原理
日期：2024-12-22 10:46
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摘要：
我們知道地球大氣層上有一層臭氧層，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)臭氧層能吸收紫外線，研究表明臭氧僅對波長253.7nm的紫外線具有*大吸收系數(shù)，在此波長下紫外線通過臭氧會產(chǎn)生衰減，符合蘭波特——比爾定律。該方法已被美國等國家作為臭氧標(biāo)準(zhǔn)分析方法。臭氧檢測儀就是采用紫外線吸收法的原理，用穩(wěn)定的紫外燈光源產(chǎn)生紫外線，用光波過濾器過濾掉其它波長紫外光，只允許波長253.7nm通過。經(jīng)過樣品光電傳感器，再經(jīng)過臭氧吸收池后，到達(dá)采樣光電傳感器。通過樣品光電傳感器和采樣光電傳感器電信號比較，再經(jīng)過數(shù)學(xué)模型的計算，就能得出臭氧濃度大小。
臭氧濃度檢測儀主要由低壓紫外燈，光波過濾器、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。
基本電路由電源部分、紫外燈控制、紫外光線樣品檢測、紫外光線采樣檢測，對數(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數(shù)放大器Log100來實現(xiàn)臭氧濃度數(shù)學(xué)模型。LOG100是 14引腳可以對兩個電流或電壓之比進(jìn)行對數(shù)運算的集成電路，該放大器輸出電流動態(tài)范圍寬，可以在1nA到 1mA之間變化。輸出誤差范圍不超過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)，過高、過低可以自動調(diào)節(jié)，如果調(diào)不了說明紫外燈壽命到了，面板上有一個紅燈變亮，提示你應(yīng)該更換新的紫外燈了。標(biāo)準(zhǔn)紫外光檢測和采樣紫外光檢測部分也是較關(guān)鍵部分，.光電傳感器把紫外線的光信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，然后經(jīng)兩次運算放大器進(jìn)行信號整理放大，送給LOG100進(jìn)行計算處理后，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。
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