基于LED光源的气体二氧化氯浓度传感器的研究

第4 1卷第 2期2 0 1 4年 2月

光电工程Op t o— El e c t r o ni c Eng i n e e r i n g

Vo1 . 41 . No . 2

F e b, 2 0 1 4

文章编号：1 0 0 3— 5 0 1 X ( 2 0 1 4 ) 0 2— 0 0 2 7— 0 6

基于 L E D光源的气体二氧化氯

浓度传感器的研究衣颖，吴金辉，陈锋，李抄，林松，张宗兴，祁建城(军事医学科学院卫生装备研究所，国家生物防护装备工程技术研究中心，天津 3 0 0 1 6 1 )

摘要：气体二氧化氯在空间消毒领域具有广阔的应用前景，但其浓度在线检测技术的不成熟在很大程度上限制了 它的推广应用。本文基于吸光光度法的检测原理，采用 L E D作为光源，设计了简化的单波长双光路差分吸收式浓度检测探头，研制了可在线检测 0~ 9 mg/ L浓度范围的气体二氧化氯浓度传感器，采取多种措施避免气体二氧化氯

在检测过程中发生光降解，提高传感器寿命和稳定性。并且设计搭建了标定实验平台进行传感器的标定。结果表明，本文设计的气体二氧化氯浓度传感器精度优于 2%F S .,能够满足气体二氧化氯空间消毒对浓度检测的需求。关键词：气体二氧化氯；吸光光度法；浓度检测；双光路中图分类号：T P 2 1 2 文献标志码：A d o i:1 0 . 3 9 6 9￣ . i s s n . 1 0 0 3— 5 0 1 X. 2 0 1 4 . 0 2 . 0 0 5

Co nc e nt r a t i o n S e ns o r o f Ga s e o us Chl o r i ne Di o x i de wi t h LEDYI Yi ng, W U Ji nh ui, CHEN Fe ng, LI Cha o,

L I N S o n g,Z HAN G Z o n g x i n g,QI J i a n c h e n g( I n s t i t u t e o f Me d i c a l E q u i p me n t, A c a d e m e y o fMi l i t a r y Me d i c a l S c i e n c e s, N a t i o n a lBi o - p r o t e c t i o n E n g i n e e r i n g C e n t e r, T i a n j i n 3 0 0 1 6 1, C h i n a )Ab s t r a c t: As i s we l l k n o wn, g a

s e o u s c h l o r i n e d i o x i d e h o l d s g r e a t p r o s p e c t f o r r o o m d i s i n f e c t i o n, b u t t h e t e c h n o l o g y o f o n— l i n e c o n c e n t r a t i o n mo n i t o in r g i s i mma t u r e,wh i c h h i n d e r s i t s wi d e l y u s e t o a g r e a t e x t e n t .Ba s e d o n a b s o r p t i o n

p h o t o me t r y p r i n c i p l e, u s i n g LE D a s a l i g h t s o u r c e, t h e d i f f e r e n t i a l a b s o r p t i o n t y p e me a s u r i n g u n i t wi t h s i mp l i ie f d s i n g l e wa v e l e n g t h a n d d o u b l e l i g h t p a t h s wa s d e s i g n e d . T h i s p a p e r r e a l i z e d t h e c o n c e n t r a t i o n s e n s o r o f g a s e o u s c h l o r i n e d i o x i d e wi t h a d e t e c t i o n r a n g e o f 0~9 mg/ L. Va r i o u s me a s u r e s we r e t a k e n t o a v o i d t h e p h o t o c h e mi c a l d e c o mp o s i t i o n o f g a s e o u sc h l o r i n e d i o x i d e i n t h e d e t e c t i o n p r o c e s s t o i mp r o v e t h e s t a b i l i t y o f t h e s e n s o r￣ Ad d i t i o n a l l y, t h e e x p e ime r n t p l a t f o r m wa s d e s i g n e d t o c a l i b r a t e t h e s e n s o r .T h e r e s u l t s h o ws t h a t t h e d e s i g n c a n me e t t h e d e ma

n d o f o n— l i n e c o n c e n t r a t i o n mo n i t o in r g f o r r o o m d i s i n f e c t i o n u s i n g g a s e o u s c h l o i r n e d i o x i d e . wi t h t h e a c c u r a c y o f b e t t e r t h a n 2% o f f u l l s c a l e . Ke y wo r d s:g a s e o u s c h l o r i n e d i o x i d e; a b s o pt r i o n p h o t o me t y; r c o n c e n t r a t i o n s e n s o r; d o u b l e l i g h t p a t h s

0 引言气体二氧化氯消毒由于具有广谱、高效、快速的优点，及无三致(致癌、致畸、致突变)的安全特性， 美国环境保护局、食品药品管理局均批准和推荐气体二氧化氯用于制药、医院、公共环境等场所的空间消毒[ 1 - 2 1。收稿日期：2 0 1 3一 O 6— 2 0;收到修改稿日期：2 0 1 3— 1 0— 2 8基金项目：全军”十二五”面}二项目( c ws 1 1 J o g 1 );“十二五”国家科技重大专项 ( 2 O l 2 z x1 o o O 4 8 0 1 )

作者简介：: v c￣ . N( 1 9 8 1 . ),男(汉族 ),【 l』东临朐人。助理研究员，硕士，主要研究1二作是生物污染防控装备的智能化与信息化。 E— ma i l: y i y@n p e c . o r g . c n。 通信作者：祁建城 ( 1 9 7 1一 ),男(汉族),山东海阳人。研究员，博士生导师，博士，主要研究工作是生物污染防控技术与装备。E - ma i l: q O c h@n p e c . o r g . c n。

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