紫外线吸收式臭氧监测仪

[size=4]1.检测原理 科学家们已经发现臭氧层能吸收紫外线，研究表明臭氧仅对波长253.7nm的紫外线具有最大吸收系数，在此波长下紫外线通过臭氧会产生衰减，符合兰波特一比尔定律:该原理已被美国等国家作为臭氧标准分析方法:该臭氧检测仪就是采用紫外线吸收法的原理，用稳定的紫外灯光源产生紫外线，用光波过滤器过滤掉其它波长紫外光，只允许波长253.7nm通过。经过样品光电传感器，再经过臭氧吸收池后，到达采样光电传感器。通过样品光电传感器和采样光电传感器电信号比较，再经过数学模型的计算，就能得出臭氧浓度大小。 2.臭氧浓度数学计算模型 臭氧浓度数学模型是根据Lambert and Bee:定律推出的。 在公式(1)中，只要知道样品电流、采样电流和臭氧吸收池距离，即可计算出臭氧浓度大小。由于臭氧吸收池距离的限制，最大臭氧浓度只能测到 3.电路原理的实现 基本电路由电源部分、紫外灯控制、紫外光线样品检测、紫外光线采样检测、对数放大器Log100、模拟输出及显示部分等组成。 电路核心部分就是用对数放大器Log100来实现臭氧浓度数学模型，基本接线如图1所示。Log100是集成电路的14引脚，可以对两个电流或电压之比进行对数运算。该放大器输出电流动态范围宽，可以在1nA} 1mA之间变化。输出误差范围不超过0.1%。输出公式: 电源部分主要是产生紫外灯需要的高压电源，同时产生电路板上需要的+15V直流电紫外灯灯控部分控制紫外灯电流在允许范围之内，如果不能自动调节，面板上将有一个红灯变亮，提示更换新的紫外灯。标准紫外光检测和采样紫外光检测部分也是较关键部分，光电传感器把紫外线的光信号转换为电压信号，然后经两次运算放大器进行信号整理放大，送给Log100进行计算处理后，显示输出。模拟输出0～20mA与臭氧浓度大小成线性关系。[/size]

经常在做实验的时候，用紫外线消毒，也产生臭氧，是不是两者的本质是一样的啊？

紫外线的分类: 根据生物效应的不同，将紫外线按照波长划分为四个波段: UVA波段，波长320～400nm，又称为长波黑斑效应紫外线 。它有很强的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的长波紫外线 有 超过98%能穿透臭氧层和云层到达地球表面，UVA可以直达 肌肤的真皮层，破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维，将我们的皮肤晒黑。360nm波长的UVA紫 外线符合昆虫类的趋光性反应曲线，可制作诱虫灯。300-420nm波长的UVA紫外线可透过完全截止可见光的特殊着色玻璃灯管，仅辐射出以365nm 为中心的近紫外光，可用于矿石鉴定、舞台装饰、验钞等场所。 UVB波段，波长275～320nm，又称为中波红斑效应紫外线 。中等穿透力，它的波长较短的部分会被透明玻璃吸收，日光中含有的中波紫外线大部分被 臭氧层所吸收，只有不足2%能到达地球表面，在夏天和午后会特别强烈。UVB紫外线对人体具有红斑作用，能促进体内矿物质代谢和维生素D的形成，但长期 或过量照射会令皮肤晒黑，并引起红肿脱皮。紫外线保健灯、植物生长灯发出的就是使用特殊透紫玻璃（不透过254nm以下的光）和峰值在300nm附近的 荧光粉制成。 UVC波段，波长100～275nm，又称为短波灭菌紫外线。它的穿透能力最弱，无法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外线几乎被臭氧层 完全吸收。短波紫外线对人体的伤害很大，短时间照射即可灼伤皮肤，长期或高强度照射还会造成皮肤癌。紫外线杀菌灯发出的就是UVC短波紫外线。 UVD波段，波长小于100nm，又称为真空紫外线。 紫外线的杀菌原理 紫外线杀菌就是通过紫外线的照射，破坏及改变微生物的DNA（脱氧核糖核酸）结构，使细菌当即死亡或不能繁殖后代，达到杀菌的目的。真正具有杀菌作用的 是UVC紫外线，因为C波段紫外线很易被生物体的DNA吸收，尤以253.7nm左右的紫外线最佳。 紫外线杀菌属于纯物理消毒方法，具有简单便捷、广谱高效、无二次污染、便于管理和实现自动化等优点，随着各种新型设计的紫外线灯管的推出，紫外线杀菌的 应用范围也不断在扩大。 紫外线杀菌灯的结构 紫外线杀菌灯（UV灯）实际上是属于一种低压汞灯，和普通日光灯一样，利用低压汞蒸汽（10-2Pa）被激发后发射紫外线。不同的是日光灯的灯管采用 的是普通玻璃，253.7nm紫外线不能透出来，只能被灯管内壁的荧光粉吸收后激发出可见光。如果改变荧光粉的成分和比例，它就可以发出我们通常所见的 不同颜色的光。一般杀菌灯的灯管都采用石英玻璃制作，因为石英玻璃对紫外线各波段都有很高的透过率，达80%-90%，是做杀菌灯的最佳材料。 杀菌灯有热阴极低压汞蒸气放电灯、冷阴极低压汞蒸气放电灯等几种结构，可按外型和功率分为多种类型。 石英玻璃与普通玻璃在性能上有很大的差别，主要是热膨胀系数不同，一般不能封接铝盖灯头，所以杀菌灯的灯头材质多采用胶木、塑料或陶瓷。 紫外线杀菌灯的灯管 因成本关系与用途不同，也有用紫外线穿透率＜50%的高硼砂玻璃管代替石英玻璃的。高硼玻璃的生产工艺与节能灯一样，因此成本很低，但它在性能上远比不 上石英杀菌灯，其杀菌效果有相当大的差异。 高硼灯管的紫外光强度很容易衰减，点灯数百小时后紫外线强度就大幅下降到初始时的50%-70%。而石英灯管在点燃2000-3000小时后，紫外线强 度只减到初始时的80%-70%，光衰程度远远小于高硼灯。 还一种透紫外光较高的普通玻璃，比高硼玻璃要高得多，比石英玻璃略低。但光衰比石英杀菌灯大，并且不能产生臭氧。菲利浦生产的一种杀菌灯上的灯管就使用 这种玻璃制作。 紫外线杀菌灯的种类 紫外线杀菌灯的发光谱线主要有254nm和185nm两条。254nm紫外线通过照射微生物的DNA来杀灭细菌，185nm紫外线可将空气中的O2变成 O3(臭氧)，臭氧具有强氧化作用，可有效地杀灭细菌，臭氧的弥散性恰好可弥补由于紫外线只沿直线传播、消毒有死角的缺点。 石英玻璃在炼制的时候，如果添加足够数量的钛（Ti）元素，就能使透过它的紫外线在200nm以下发生截止，而对254nm紫外线透过基本无影响。适当 控制钛元素的添加量，就可有效的控制185nm紫外线的逸出量。根据这一特点， 我们可以制作低臭氧(无臭氧)、臭氧、高臭氧等三种紫外线杀菌灯 管。 紫外线杀菌灯的应用 1.每一种微生物都有其特定紫外线杀灭、死亡剂量标准，其剂量是照射强度与照射时间的乘积（杀菌剂量＝照射强度照射时间/K=It)，即紫外线的照 射剂量则取决于紫外线的强度大小以及照射时间的长短，高强度短时间与低强度长时间之照射其效果是相同的。 2.石英灯管使用一段时间后会逐渐老化，紫外线照射强度会发生衰退，为达到彻底消毒的效果，应定期检查测石英灯的照射强度，发现强度不够时应立即更 换。 3.紫外线的只能沿直线传播，穿透能力弱，任何纸片、铅玻璃、塑料都会大幅降低照射强度。因此消毒时尽量应使消毒部位充分暴露于紫外线下，定期擦拭灯 管，以免影响紫外线穿透率及照射强度。 4.紫外线对人体的的皮肤能产生很大的伤害性，不要在有人的场所使用UV灯，更不要用眼睛直视点燃的灯管，由于短波紫外线不能透过普通玻璃，所以戴眼镜 可避免眼睛受伤害。 5.在有人员活动的场所，一般不能使用臭氧灯管，因为臭氧会促进人体的血红蛋白凝结，造成人体供氧不足，发生头晕、恶心的感觉，影响身体健康，特别在臭 氧浓度达到＞0.3ppm (mg/m2 )时，将会对人体造成严重的伤害。 6.低压放电灯中之紫蓝色光芒为汞蒸气压，虽然汞蒸气压的强度与紫外线仍然有其关联性，但是并不直接代表紫外线之强度，这也就是说，紫外线的强度无法用 肉眼来判定。 7.灯具加反光罩可以保证紫外线能量的集中，另外可以避免给工作人员造成损伤。反光罩一定要用对253.7nm紫外线材料吸引少反射多的材料制作，表面 氧化抛光处理过的铝对短波紫外线的反射系数最大，所以一般紫外线灯具的反光系统均用铝材制成。 紫外线杀菌灯存在的问题 1、工艺特殊，制造困难，价格较高。由于石英玻璃的特殊性质，使得杀菌灯的生产不能规模化，造成石英杀菌灯的成本较高，阻碍它的进一步推广运用。 2、光衰较大，寿命不长。一般厂家生产的紫外线杀菌灯点燃数百小时后，它的紫外光强度衰减很快，最高达到30%，杀菌效果大大减弱。另外，加工中造成的 阴极损伤也影响了紫外线杀菌灯的寿命。由于紫外线杀菌灯的光衰与荧光灯光衰在机理上不完全相同，所以这一问题还有待各方努力解决。 3、由于灯丝及阴极材料不同， 与T8、T5荧光灯同功率的UV灯管，也不能用相同的镇流器驱动。 我司所生产的紫外线杀菌灯的产品特点以及优势： 1、热阴极有效寿命8000小时，冷阴极在20000小时以上。 2、优质石英玻璃管，羟基含量小于等于50ppm、紫外线透过率大于等于90%。 3、锆铝片技术，吸附管内杂气，延长使用寿命。 4、超低汞技术，汞含量小于等于5mg，达欧盟标准。