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紫外吸收法臭氧濃度檢測原理

來源: 時間:2023-05-18 13:36:58 瀏覽次數(shù):

紫外吸收法臭氧濃度檢測原理:利用臭氧對253.7 m波長的紫外線特征吸收的特性,依據(jù)比爾—郎伯(Beer-Lambert)定律,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。
前文我們介紹了常用的臭氧濃度的檢測方法,主要有紫外光度法、靛藍(lán)二磺酸分光光度法、化學(xué)發(fā)光法、差分吸收光譜等。本文詳細(xì)地介紹一下臭氧濃度檢測原理-紫外吸收法的相關(guān)內(nèi)容。
測定原理:
利用臭氧對253.7 m波長的紫外線特征吸收的特性,依據(jù)比爾—郎伯(Beer-Lambert)定律,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(biāo)準(zhǔn)方法(HJ 590-2010)。
輻射被某種氣體或液體吸收是受朗伯-比爾(LambertBeer)定律控制的:
I=Io–klc
式中Io——入射光束的強度;
I——光束穿透樣品(氣體或液體)后的強度;
l——通過樣品光程的長度;
c——樣品內(nèi)吸收物質(zhì)的濃度;
k——吸收物質(zhì)對該光線波長的比吸收系數(shù)。
此種檢測需要對物質(zhì)在已知波長下k值的準(zhǔn)確了解。
臭氧吸收短波紫外區(qū)(200~300nm)哈特雷波段紫外光,在253.7nm處具有至大吸收。在此波長,吸收系數(shù)值的范圍從303.9到313.2cm-1·mol-1·L(273K和760mmHg),研究者證實了該值為302.4cm-1·mol-1.L。

該方法作為一種非破壞性的物理監(jiān)測方法,適用于連續(xù)實時監(jiān)測,方便簡單,靈敏度高。由于紫外光度法監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和對臭氧的特異性,是目前城市空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站常用的方法。

典型的紫外光度法臭氧測量系統(tǒng)示意圖

[典型的紫外光度法臭氧測量系統(tǒng)示意圖]

HJ 590-2010測量原理:
當(dāng)樣品空氣以恒定的流速通過除濕器和顆粒物過濾器進(jìn)入儀器的氣路系統(tǒng)時分成兩路,一路為樣品空氣,一路通過選擇性臭氧洗滌器成為零空氣,樣品空氣和零空氣在電磁閥的控制下交替進(jìn)入樣品吸收池(或分別進(jìn)入樣品吸收池和參比池),臭氧對253.7 mm波長的紫外光有特征吸收。設(shè)零空氣通過吸收池時檢測的光強度為ln,樣品空氣通過吸收池時檢測的光強度為,則I為透光率。儀器的微處理系統(tǒng)根據(jù)朗伯-比爾定律公式,由透光率計算臭氧濃度。
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