[发明专利]左右光电倍增管的球形化学反应室

说明书

本发明属于化学发光法测量环境臭氧浓度领域，具体涉及左右光电倍增管的球形化学发光反应室。左右光电倍增管的球形化学发光反应室，其特征是，在左右半球壳的底部，截取半径是R/2球冠，球冠对应的圆心角是60度；在左右半球壳裁切球冠后的位置，设置密封垫和石英玻璃透镜，在左半球壳石英玻璃透镜外部，设置左侧光电倍增管，在右半球壳石英玻璃透镜外部，设置右侧光电倍增管；本发明的有益之处是，双光电倍增管，同时获得两组浓度信号，经过MCU最小系统冗余计算光电倍增管1和光电倍增管2的光强信号，得到可以佐证臭氧的浓度，减少偶然测量误差。

技术领域

本发明属于化学法测量环境臭氧浓度领域，具体涉及左右光电倍增管的球形化学反应室。

背景技术

化学法测量痕量臭氧的原理：在反应球室内相向通入NO与O3气体，O3与NO反应生成激发态的NO2*分子，而NO2*分子不能稳定存在，它会迅速衰减为基态的NO2，时间小于1纳秒，辐射出中心波长为1200nm的荧光，其光谱范围为600—3000nm。当NO过量的情况下，可以近似认为O3完全耗尽反应，所测得荧光信号近似与O3的浓度成正比，从而可以准确的测量环境中的痕量臭氧。研究化学法测量痕量级臭氧，化学反应室是测量臭氧的关键设备。选择球形化学反应室，O3与NO气体复合在球心，发光点也在球心，在球冠处设置光电管，测量O3的浓度。这种测量，存在一个问题，数据如何验证。冗余法测量O3的浓度的思路：球心的发光，向四周均匀发射，如果从相反的两个方向，两条光路，左右光电倍增管，分别测量光强信号，则两信号可以互相佐证，得到确切的测量结果；冗余法测量O3的浓度，得到确切的测量结果。还有，球形化学反应室反射光干扰问题，为了消除反射光，双光路球形化学反应室球半径增加、内部熏黑处理，防止反射光干扰。同样，双光路球形化学反应室需要控温，外部电源、温控器与加热棒和测温探头构成球体内部的控温系统，保证球体内部在最佳发光温度区间。

发明内容

本发明的目的是提供一种双光路发光法测量痕量臭氧气体的仪器。

本发明的技术方案：左右光电倍增管的球形化学反应室，包括左半球壳、球壳外六个法兰耳、臭氧输入管道、测温探头、排气管道、NO输入管道、加热棒、密封垫、平石英玻璃透镜、右半球壳、左侧遮光密室、右侧遮光密室、光电倍增管1和光电倍增管2，其特征是，该球形化学反应室整体是半径为R的球形内腔，R=61.8毫米；球形内腔腔体内部熏黑；该球形内腔被过球心的竖直平面切开，分为左右半球壳；在左右半球壳的底部，截取半径是R/2球冠，球冠对应的圆心角是60度；在左右半球壳裁切球冠后的位置，设置密封垫和平石英玻璃透镜，在左半球壳平石英玻璃透镜外部，设置左侧遮光密室，在右半球壳平石英玻璃透镜外部，设置右侧遮光密室；在左侧遮光密室内设置光电倍增管1，在右侧遮光密室内设置光电倍增管2；从左半球壳球沿水平线的一侧，沿顺时针方向，设置系列可密闭洞口，依次设置臭氧输入管道、测温探头、排气管道、NO输入管道和加热棒通，其中臭氧输入管道与NO输入管道在一条过球心的直径上；在左、右半球壳交界面球沿的外部，按60度圆心角间隔，设置六个法兰耳，在法兰耳中心设置螺纹通孔螺栓；在左、右半球壳交界面加密封垫，左、右半球壳通过外部球沿的法兰耳、螺纹通孔螺栓机械连接合拢，形成内部气密性遮光球形化学反应室；外部电源、温控器与加热棒和测温探头构成球体内部的控温系统，保持球形化学反应室内部在最佳发光温度区间；左右半球壳交界平面的臭氧输入管道、NO输入管道的出口，围绕球壳的球心相向设置，两种气体中心交汇点在球壳的球心，气体交汇点就是发光点；排气管道与臭氧输入管道、NO输入管道在左右半球壳交界平面上，球形化学反应室内部两种气体交汇混合激发发光的全过程在左右半球壳的交汇平面，即发光平面在左右半球壳的交汇平面；球形化学反应室的球心发光点、发光平面向左，穿过平石英玻璃透镜，光学连接左侧遮光密室内的光电倍增管1；球形化学反应室的球心发光点、发光平面向右，穿过平石英玻璃透镜，光学连接右侧遮光密室内的光电倍增管2。