臭氧检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种气体检测装置，尤其涉及一种臭氧检测装置及检测方法。
【背景技术】
[0002]臭氧是大气中的主要组成成分之一，具有很强的氧化性，能促使哮喘病患者哮喘发作，引起慢性呼吸系统疾病恶化、呼吸障碍、损害肺部功能等症状，长期吸入氧化剂能降低人体细胞的新陈代谢，加速人的衰老，还会造成农作物减产、植被破坏等。因此，大气臭氧浓度的在线观测有着非常重要的意义。大气中的臭氧浓度较低，不易检测。目前常用的检测方法包括紫外吸收法与化学发光法。紫外吸收法的响应速度较慢，且灵敏度较低，受干扰较多。相比之下，化学发光法具有设备简单、检测灵敏度高、选择性好、线性范围宽等优点。其中，气液相化学发光法依赖于臭氧气体与检测试剂之间的非均相表面化学发光反应，对试剂的需求量非常少，且废液易收集回收，装置简单，选择性好，灵敏度高，具有较好的应用前景，被广泛的使用。但在实际应用中，液体试剂容易因接触空气而产生成分的变化，造成检测灵敏度发生变化，检测结果误差变大，需要经常性的通过外部标定设备对检测设备进行标定，导致现有技术中臭氧检测精度低且操作过程繁琐。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:提供一种臭氧检测装置及检测方法，解决现有技术中臭氧检测精度低且操作过程繁琐的缺陷，实现提高臭氧检测装置的检测精度和可靠性，并方便操作人员进行使用。
[0004]本发明提供的技术方案是，一种臭氧检测装置，包括检测器、控制器、采样组件、标定组件和液路组件；所述检测器包括固定连接在一起第一盖板和所述第二盖板，所述第一盖板和所述第二盖板之间形成密闭的反应腔，所述反应腔中设置有反应床，所述反应床贴在所述第一盖板上，所述第一盖板上还设置有与所述反应腔连通的进气通道和出气通道，所述进气通道和所述出气通道位于所述反应床的两侧，所述第一盖板上还设置有与所述反应腔连通进液通道和出液通道，所述反应床遮盖住所述进液通道和所述出液通道的端口，所述第二盖板上位于所述反应腔的部分还开设有观察窗，所述观察窗与所述反应腔之间还设置有玻璃片，所述观察窗中设置有光电传感器；所述采样组件包括连接在一起的采样栗和第一流量计；所述标定组件包括气栗、零级空气发生器、臭氧发生器、气体混合器、第一换向阀和三通，所述气栗与所述零级空气发生器连接，所述零级空气发生器通过所述三通分别与所述气体混合器的进口和所述臭氧发生器连接，所述臭氧发生器通过所述第一换向阀与所述气体混合器的进口连接；所述液路组件包括连接在一起的试剂容器和第一蠕动栗；所述第一蠕动栗与所述进液通道连接，所述第一流量计与所述出气通道连接，所述进气通道通过第二换向阀与所述气体混合器的出口连接，所述第二换向阀上还连接有空气采样管。
[0005]进一步的，所述第一盖板上开设有菱形凹槽，所述菱形凹槽与所述第二盖板形成所述反应腔，所述进液通道的端口、所述出液通道的端口、所述进气通道的端口和所述出气通道的端口分别位于所述菱形凹槽的四角。
[0006]进一步的，所述菱形凹槽还设置有支撑板，所述支撑板上设置有若干通孔，所述反应床设置在所述支撑板上。
[0007]进一步的，所述出液通道连接有废液容器，所述出液通道与所述废液容器之间设置有第二蠕动栗。
[0008]进一步的，所述液路组件还包括清洗剂容器，所述清洗剂容器和所述试剂容器通过第三切换阀与所述第一蠕动栗连接。
[0009]进一步的，所述第一切换阀与所述气体混合器之间还设置有单向阀。
[0010]进一步的，所述臭氧发生器与所述零级空气发生器之间还设置有第二流量计。
[0011]进一步的，所述零级空气发生器包括依次连接在一起的过滤器、低压汞灯模块、Naf1n干燥管和净化柱。
[0012]本发明还提供一种臭氧检测方法，采用上述臭氧检测装置，具体步骤包括:
步骤1、第一蠕动栗通电，将试剂容器中的液体试剂输送到反应腔中，液体试剂将在反应床上形成均匀的液膜，多余的液体试剂到达反应床底部后经出液通道排出；
步骤2、气栗通电，将外界空气输送到零级空气发生器中以获得零空气，零空气分别进入到气体混合器和臭氧发生器，此时，第一换向阀处于未通电状态，臭氧气体经过第一换向阀排空；
步骤3、背景检测模式:采样栗通电，第二换向阀处于未通电状态，混合器中的零空气在采样栗的作用下以规定的流速吸入到反应腔中与反应床上的液体试剂发生化学反应以产生化学发光信号，通过光电传感器进行采样获得背景检测模式下的背景检测信号Xe;
步骤4、标定检测模式，第一换向阀通电，臭氧气体与零空气在混合器内快速均匀混合，混合后得到标定浓度值的臭氧标准气体，并在采样栗的作用下以规定的流速进吸入到反应腔中与反应床上的液体试剂发生化学反应以产生化学发光信号，通过光电传感器进行采样获得标定检测模式下的标定检测信号X1;并根据背景检测信号X c和标定检测信号X工获得臭氧线性方程；
步骤5、臭氧检测模式，第一换向阀断电，第二换向阀通电，在采样栗的作用下，待测气体样品通过空气采样管以规定的流速吸入到反应腔中与反应床上的液体试剂发生化学反应以产生化学发光信号，通过光电传感器进行采样获得背景检测模式下的检测信号X2;
步骤6、根据步骤4中获得的臭氧线性方程和步骤5中获得的检测信号X2，计算待测气体样品中的臭氧浓度。
[0013]本发明提供的臭氧检测装置及检测方法，通过基于臭氧气体与专用检测试剂之间的气液相表面化学发光原理，通过反应器内部反应腔和反应床配合，使得液体试剂不会因接触外部空气而产生成分的变化，提高了检测灵敏度并提高了反应效率，从而极大的提高了检测的响应速度；另外，借助于标定组件在线产生零空气及标准浓度的臭氧气体，实现了对背景信号及对照标定信号的快速测量，而基于臭氧化学反应检测信号的线性特征，利用测量得到的背景检测信号及标准臭氧浓度气体所对应的标定检测信号，实现了对采样气体检测信号的自动在线标定，更有效的提高检测精度，并且由于无需采用外部的标定设备进行标定，大大降低了操作人员的劳动强度，通过在线标定方法的实施，解决了传统化学发光法测量臭氧气体所存在的稳定性与准确性较差的缺陷，全面提高了化学发光法测量臭氧气体方法的实用性。本发明臭氧检测装置将臭氧气体的在线测量与自动标定集成于一体，自动化程度高，使用方便，无需频繁标定与维护，运行成本低，同时具有响应速度快、灵敏度高、选择性好、准确性高、稳定性好等优点，可以以较高的时间分辨率实现对大气环境中低浓度臭氧气体的实时在线检测。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本发明臭氧检测装置实施例的结构原理图；
图2为本发明臭氧检测装置实施例中检测器的结构示意图；
图3为本发明臭氧检测装置实施例中检测器的剖视图；
图4为本发明臭氧检测装置实施例中第一盖板与反应床的组装图；
图5为本发明臭氧检测装置实施例中零级空气发生器的结构原理图。
【具体实施方式】
[0016]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]如图1-图4所示，本实