[发明专利]一种新型臭氧标准发生器

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种臭氧标准气体发生装置，其发生的臭氧气体浓度能够通过一氧化氮溯源至国际计量基准，可用来对臭氧分析仪器进行校准。

二、背景技术

臭氧是国家《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中规定的基本项目之一，对于环境空气中臭氧的监测，主要采用紫外光度法自动监测仪器来进行监测，在对紫外光度法自动监测仪器进行校准时，需要用到臭氧标准气体，由于臭氧具有较强的氧化性，反应性强，不能像二氧化硫气体一样配置出标准气体，储存在钢瓶中，而是只能使用臭氧发生器现用现制臭氧标准气体。传统的臭氧发生器产生的臭氧标准气体，其浓度需要经紫外校准光度计测量确定，且该紫外校准光度计需要定期使用美国国家标准与技术研究院(NIST)研制的臭氧标准参考光度计(SRP)进行量值传递，才能保证臭氧标准气体的准确，由于臭氧标准参考光度计(SPR)价格昂贵，目前国内仅有不足10台，而全国338个地级以上城市的1436个监测点位，均配置有臭氧分析仪并需要校准，再加上其他行业和机构所配置的臭氧监测仪器，需要开展校准的臭氧分析仪数量巨大，所以臭氧分析仪的量值溯源工作成本较高，难度较大。

三、发明内容

本发明为一种新型的臭氧标准发生器，其组成主要包括臭氧发生器、零气源、一氧化氮钢瓶气、一氧化氮分析仪、气体稀释装置、气体混合装置等模块。其采用传统臭氧发生器连接零气源模块产生臭氧气体，然后利用一氧化氮与臭氧发生气相滴定反应，通过检测滴定反应前后一氧化氮浓度的变化，可以计算出滴定反应中参与反应的一氧化氮的浓度，根据滴定反应中一氧化氮的浓度，来确定臭氧发生器所发生的臭氧气体的浓度，由于一氧化氮钢瓶气做为一种标准物质其量值可以溯源至国际基准，因此本发明产生的臭氧标准气体可以通过一氧化氮溯源至国际计量基准，无需再使用紫外光度计进行测量和定期使用美国国家标准与技术研究院(NIST)研制的臭氧标准参考光度计(SRP)进行量值传递，就可以保障臭氧标准气体的准确，并可以用来对臭氧分析仪器进行校准。

四、附图说明

附图是新型臭氧标准发生器的结构示意图。各部分说明如下：

①零气源；②一氧化氮钢瓶；③控制阀；④控制阀；⑤控制阀；⑥控制阀；⑦流量计；⑧流量计；⑨流量计；⑩臭氧发生器；反应室；稀释室；控制阀；控制阀；一氧化氮分析仪。

五、具体实施方式

第一步启动零气源和一氧化氮钢瓶气，在稀释室内稀释出一定浓度的一氧化氮标准气体，一氧化氮标准气体浓度可由一氧化氮分析仪准确测量(假设此时一氧化氮标准气体浓度为NO₁)；第二步启动臭氧发生器，产生一定浓度的臭氧，在反应室内和一氧化氮发生滴定反应，反应后的混合气体在稀释室内稀释后流经一氧化氮分析仪进行测量，由于一氧化氮在反应室内被臭氧消耗掉一部分，因此一氧化氮的浓度将会降低(假设此时一氧化氮浓度为NO₂)，则一氧化氮浓度的改变量(NO₁-NO₂)，即为滴定反应中一氧化氮的消耗量，由于一氧化氮与臭氧的反应属于等摩尔反应，一氧化氮的消耗浓度即为参与滴定反应的臭氧浓度；第三步保持臭氧发生器的工作状态不变，以零空气代替一氧化氮标准气体进入反应室和臭氧混合，并经稀释室稀释后输出，由于没有一氧化氮参与滴定反应，则输出气体中仅包含臭氧气体和零空气，并且由于臭氧发生器工作状态保持恒定，则输出气体中臭氧浓度与第二步中参与滴定反应时的臭氧浓度相等，此时输出气体即为臭氧标准气体，并且其浓度可以通过NO标准气体溯源至国际计量基准。