臭氧測(cè)試劑

臭氧測(cè)試劑是一種用于檢測(cè)水中臭氧濃度的化學(xué)試劑。

臭氧本身有強(qiáng)的氧化性，可以起到殺菌作用，而臭氧分解產(chǎn)物是氧氣又不會(huì)造成二次污染，所以在食品飲料或醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)保企業(yè)等在生產(chǎn)運(yùn)行過程，往往會(huì)在水體中通入臭氧以達(dá)到對(duì)水體消毒的目的，過低濃度的臭氧無法達(dá)到預(yù)期的殺菌效果，過高濃度的臭氧又會(huì)造成資源浪費(fèi)，也會(huì)因?yàn)闈舛冗^高而產(chǎn)生有害物質(zhì)，特別是在食品行業(yè)，水中臭氧的濃度不能過高。

臭氧本身在水中的溶解度很小，即使溶解在水中的臭氧也會(huì)很快分解或逸出，傳統(tǒng)的方法需要取樣后送檢，周期長(zhǎng)，在檢測(cè)過程中臭氧的濃度已發(fā)生變化，無法做到準(zhǔn)確測(cè)量。

臭氧測(cè)試劑主要是應(yīng)用于企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，通常能在1－3分鐘內(nèi)完在一個(gè)樣品的，不同的產(chǎn)品使用的原理有所不同。此類產(chǎn)品進(jìn)口品牌有HACH、默克等 ，國(guó)內(nèi)品牌有廣東環(huán)凱等。2100433B

1． 臭氧測(cè)試來自德國(guó)安思羅斯公司基本原理

1.1臭氧測(cè)試原理

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(duì)波長(zhǎng)253.7nm的紫外線具有最大吸收系數(shù)，在此波長(zhǎng)下紫外線通過臭氧會(huì)產(chǎn)生衰減，符合蘭波特——比爾定律。該方法已被美國(guó)等國(guó)家作為臭氧標(biāo)準(zhǔn)分析方法。該臭氧檢測(cè)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(zhǎng)紫外光，只允許波長(zhǎng)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(hào)比較，再經(jīng)過數(shù)學(xué)模型的計(jì)算，就能得出臭氧濃度大小。

1.2臭氧測(cè)試

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。

1.3臭氧測(cè)試來電路原理的實(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。

臭氧測(cè)試電路核心部分就是用對(duì)數(shù)放大器Log100來實(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0.1%?；窘泳€ ，輸出公式： Vout =VT×ln I0/I (注釋：VT---常數(shù)；Vout---輸出電壓)。

臭氧測(cè)試來電源部分主要是產(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)，過高、過低可以自動(dòng)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(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。

2． 臭氧測(cè)試

檢測(cè)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。

3． 臭氧測(cè)試主要技術(shù)指標(biāo)

3.1 可顯示單位：O3 g/m ，mg/ m ；ppm

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

3.3 檢測(cè)極限：10 ppb

3.4 顯示精確度：讀數(shù)的 1 %

3.5 輸入電源：AC110 V/ AC220 V 50~60 HZ

3.6 模擬輸出：0/4~20 mA

4．儀器校準(zhǔn)方法

4.1 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。

4.2臭氧測(cè)試化學(xué)滴定法

國(guó)際公認(rèn)化學(xué)方法即碘化鉀、硫代硫酸鈉滴定法來檢測(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),使碘游離出來到水里，水就會(huì)變?yōu)椴枭?。（反?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)為水完全褪色。（反應(yīng)式：I2 2Na2S2O3 2NaI Na2S4O6）

臭氧測(cè)試臭氧濃度：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 )

5．臭氧測(cè)試

臭氧測(cè)試結(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)。

參考文獻(xiàn)：

1．《HANDBOOK OF OZONE TECHNOLOGY AND APPLICATIONS》RICE，RIPG，NETZER ANN ARBIR SCIENCE，1982

2．《國(guó)外臭氧技術(shù)及應(yīng)用手冊(cè)》 德國(guó)安思羅斯公司， 王衛(wèi) ，1991

開放分類：2100433B

（1）內(nèi)箱容積：500公升； （2）臭氧濃度: 300ppm，(0-300)×10-6 ； （3）溫度范圍: (5~ 90)℃±0.5℃； （4）濕度范圍: (10-90)%±2% ； （5）動(dòng)態(tài)應(yīng)變: (0-80)%； （6）拉伸頻率: (0.05-0.5)Hz。