我們知道地球大氣層上有一層臭氧層，科學家們已經(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zui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準分析方法。
該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)學模型的計算，就能得出臭氧濃度大小。
臭氧分析儀的檢測方法介紹
臭氧濃度檢測方法大致可分為“化學分析法”、“物理分析法”、“物理化學分析法”三類。
1.化學檢測法
1.1碘量法
碘量法是zui常用的臭氧測定方法,我國和許多國家均把此法作為測定氣體臭氧的標準方法,我國建設部發(fā)布的《臭氧發(fā)生器臭氧濃度、產(chǎn)量、電耗的測量》標準CJ/T3028.2—94中即規(guī)定使用碘量法。
其原理為強氧化劑臭氧(O3)與碘化鉀(KI)水溶液反應生成游離碘(I2)。臭氧還原為氧氣。
反應式為：O3 2KI H2O→O2 I2 2KOH
游離碘顯色,依在水中濃度由低至高呈淺黃至深紅色。
利用硫代硫酸鈉(NaS2O3)標準液滴定,,反應終點為完全褪色止。
反應式為：I2 2Na2S2O3→2NaI NaS4O6
兩反應式建立起O3反應量與NaS2O3消耗量的定量關系為1molO3：2molNaS2O3,
則臭氧濃度CO3計算式為：CO3=40x3x1000/1000(mg/L)
式中：CO3——臭氧濃度,mg/L;ANa——硫代硫酸鈉標準液用量,ml;B——硫代硫酸鈉標準液濃度,mol/L;V0——臭氧化氣體取樣體積,ml。
操作程序及方法參照標準CJ/T3028.2—94。
測定標準型發(fā)生器濃度很方便。臭氧化氣體積用流量計計數(shù),NaS2O3濃度一般配制為0。100mol/L,測定精度可達±1%。
測定空氣中臭氧濃度時,應用在氣采樣器抽氣定量。為保證測定精度,NaS2O3配為0.10mol/L。
測定水溶臭氧濃度亦可用此公式計算,只是V0代表采水量,取1000ml。NaS2O3濃度為0.10mol/L。
碘量法優(yōu)點為顯色直觀。不需要貴重儀器。缺點是易受其氧化劑如NO、CI2等物質(zhì)的干擾,在重要檢測時應減除其它氧化物質(zhì)的影響。
1.2比色法
比色法是根據(jù)臭氧與不同化學試劑的顯色或脫色反應程度來確定臭氧濃度的方法。按比色手段分為人工色樣比色與光度計色。此法多用于檢測水溶解臭氧濃度。
國內(nèi)檢測瓶裝水臭氧溶解濃度有使用碘化鉀、其方式是利用檢測樣品顯色液管相比較,確定測樣臭氧溶解度值(0.05~0.08mg/L),要求的,則利用分光光度計檢測。
國外利用此法做成儀器,配制標準工具與藥品作為現(xiàn)場抽檢使用,很方便。如、日本荏原公司的DPD(二己基對苯二胺)比色盤,范圍為0.05~2mg/L。
微型比色儀,利用靛藍染料脫色反應。在600nm波長比色,0.05~0.75nm/L濃度數(shù)字顯示,精度±0.01nm/L。受其它氧化劑干擾少。
1.3檢測管
將臭氧氧化可變化試劑浸漬在載體上,作為反應劑封裝在標準內(nèi)徑的玻璃管內(nèi)做成測管,使用時將檢測管兩端切斷,把抽氣器接到檢測管出氣端吸取定量臭氧氣體,臭氧濃度與檢測管內(nèi)反應劑柱變色長度成正比,通過刻度值讀取濃度值。
德國、日本和我國都生產(chǎn)臭氧檢測管,濃度范圍分為高(1000ppm)、中(10ppm)、低(3ppm)三種,用于檢測空氣臭氧濃度,適于現(xiàn)場應用,使用簡便,但精度低(為±15%)。
2.物理方法
物理方法分析臭氧現(xiàn)在在國際上zui流行的是紫外線吸收法。
它是利用臭氧對254nm波長的紫外線特征吸收的特性,依據(jù)比爾—郎伯(Beer-Lambert)定律制造出的分析儀器,只要選擇合適長度的吸收池,就可以檢測0.002mg/m3~5%(vol)濃度的臭氧。其線形在4~5個數(shù)量級內(nèi)都很好。
該法已被我國作為環(huán)境空氣中測定臭氧的標準方法(GB1/T1154348)。
紫外線吸收法不但可以適用于檢測氣體中臭氧濃度,也可以檢測水中溶存的臭氧濃度。
紫外線吸收法的儀器在美國、的國、瑞士、日本都有產(chǎn)品。ML-8810型紫外吸收式臭氧分析器,用于環(huán)境檢測,1992年以后又陸續(xù)擴展量程到100ppm、1000ppm。
ZX-01系列紫外線吸收式臭氧分析器,其測量范圍從0~10ppm(用于環(huán)境檢測)、0~100ppm、0~1000ppm、0~10000ppm到0~25000ppm。
臭氧分析儀在檢測中應注意的事項
1.采樣管材料應選用抗強氧化的材料,如玻璃、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯;不銹鋼材料也盡量少用,以減少采樣管中臭氧損耗.
2.采樣管應盡量短,測量低濃度時一般不要超過2m.
3.從采樣管到檢測儀器,不要漏氣,否則測量值偏低.
4.檢測較低濃度(如檢測環(huán)境)臭氧時,新的聚四氟乙烯管也要充分的進行“臭氧化”,即通過含較高濃度臭氧的氣體來穩(wěn)定采樣管內(nèi)壁.日本荏原公司認為要20min以上才能穩(wěn)定,而美國莫尼特公司要求數(shù)小時.
5.采樣管要定時清洗、吹干.不清潔的采樣管會使測量值偏低很多.
6.臭氧分析儀要定時進行標定,以保證測量數(shù)據(jù)可靠.
臭氧分析儀是一臺紫外光度計，可準確、可靠地測量大氣中的臭氧濃度，檢測原理為紫外吸收法，測量時使用單個玻璃測量池體，并利用比爾—朗伯定律計算出臭氧濃度。
臭氧分析儀的檢測方法
化學檢測法
1、碘量法
碘量法是常用的臭氧測定方法，我國和許多國家均把此法作為測定氣體臭氧的標準方法，我國建設部發(fā)布的《臭氧發(fā)生器臭氧濃度、產(chǎn)量、電耗的測量》標準CJ/T30282—94中即規(guī)定使用碘量法。
其原理為強氧化劑臭氧與碘化鉀水溶液反應生成游離碘，臭氧還原為氧氣。
2、比色法
比色法是根據(jù)臭氧與不同化學試劑的顯色或脫色反應程度來確定臭氧濃度的方法，按比色手段分為人工色樣比色與光度計色，此法多用于檢測水溶解臭氧濃度。
國內(nèi)檢測瓶裝水臭氧溶解濃度有使用碘化鉀、鄰聯(lián)jiaan等比色液的，其方式是利用檢測樣品顯色液管相比較，確定測樣臭氧溶解度值，要求精確的，則利用分光光度計檢測。
3、檢測管
將臭氧氧化可變化試劑浸漬在載體上，作為反應劑封裝在標準內(nèi)徑的玻璃管內(nèi)做成測管，使用時將檢測管兩端切斷，把抽氣器接到檢測管出氣端吸取定量臭氧氣體；
臭氧濃度與檢測管內(nèi)反應劑柱變色長度成正比，通過刻度值讀取濃度值。
德國、日本和我國都生產(chǎn)臭氧檢測管，濃度范圍分為高(1000ppm)、中(10ppm)、低(3ppm)三種，用于檢測空氣臭氧濃度，適于現(xiàn)場應用，使用簡便，但精度低(為±15%)。
技術參數(shù)
量程范圍：1～10000PPM，1～100mg/L，1～150mg/L，1～200mg/L可選
顯示分辨率：1PPM，0.1mg/L；
顯示位數(shù)：4位；
準確率：1%；
響應時間：<10秒
通訊方式：RS－485；
通訊參數(shù)：9600，8，N，1；
輸出方式：4-20mA，或0-5V可選，線性；
重量：1.5Kg
輸入氣體壓力：最大0.1MPa；
輸入氣體流量：1-5L/min(接旁路1L/min)；
電源：AC220V50Hz；
尺寸：160mm（長）×80mm（寬）×25mm（高）
氣體輸入口、輸出口管內(nèi)徑4mm，外徑6mm；
做為內(nèi)嵌入式儀表開孔尺寸：152mm×76mm。
物理方法
物理方法分析臭氧現(xiàn)在在國際上zui流行的是紫外線吸收法。
它是利用臭氧對254nm波長的紫外線特征吸收的特性，依據(jù)比爾—郎伯定律制造出的分析儀器，只要選擇合適長度的吸收池，就可以檢測0.002mg/m3~5%(vol)濃度的臭氧。
其線形在4~5個數(shù)量級內(nèi)都很好，該法已被我國作為環(huán)境空氣中測定臭氧的標準方(GB1/T1154348)。
紫外線吸收法不但可以適用于檢測氣體中臭氧濃度，也可以檢測水中溶存的臭氧濃度。
紫外線吸收法的儀器在美國、的國、瑞士、日本都有產(chǎn)品。紫外吸收式臭氧分析器，用于環(huán)境檢測，1992年以后又陸續(xù)擴展量程到100ppm、1000ppm。
紫外線吸收式臭氧分析器，其測量范圍從0~10ppm(用于環(huán)境檢測)、0~100ppm、0~1000ppm、0~10000ppm到0~25000ppm。
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