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美國2B 306 型臭氧校準源工作原理

便攜式臭氧校準源利用低壓汞燈來光解氧氣并產生臭氧。 185 nm 附近的真空紫外線被 O2 吸收以產生氧原子。氧原子附著在 O2 上形成臭氧 O3。眾所周知，地球臭氧保護層的存在機制如下：

其中 hv 表示光子，M 是任何分子（例如 N2、O2、Ar）。 O2 吸收一個光子的光導致形成兩個臭氧分子。在流動的空氣流中產生的臭氧濃度取決于光解燈的強度、氧氣的濃度（由壓力和溫度決定）以及在光解池中的停留時間（由體積流量和池體積決定） .通過保持這些參數恒定，可以產生含有恒定濃度臭氧的空氣流，并且通過改變燈強度可以 很方便地改變所產生的臭氧濃度。圖 1-1 是 Ozone Calibration Source™ 的示意圖。

圖 1-1  306 型臭氧校準源™ 示意圖。

空氣泵推動空氣通過顆粒過濾器，然后通過質量流量計。微處理器通過對泵的功率進行脈沖寬度調制，將流量控制在 3.0-3.2 L/min 體積范圍內。在進入光解室之前，空氣通過臭氧/NOx 洗滌器以去除任何環境臭氧和 NOx。空氣通過另一個顆粒過濾器，然后通過裝有低壓汞燈的光解室，在此吸收 185 nm 附近的原子線從分子氧中產生氧原子，氧原子與分子氧反應形成臭氧（反應1、2 和 3）。燈的強度由光電二極管監測并由微處理器控制。光電二極管電壓根據輸出臭氧濃度進行校準。氣流內的壓力被測量但不受控制。取而代之的是，使用專有算法改變燈的強度以補償壓力的變化。含有臭氧的空氣通過溢流三通離開光解池，其中未通過正在校準的臭氧監測儀采樣的多余空氣通過內部臭氧洗滌器排出。如果希望有大約 3.0 L/min 的空氣/臭氧離開儀器，可以將內部臭氧洗滌器加蓋。溢流三通的另一端通向一個閥門，該閥門選擇環境樣品空氣或校準空氣通過 306 的輸出排出。

注：盡管該儀器能夠產生大于 1,000 ppbv 的臭氧，但應假定可以精確控制的濃度上限為 1,000 ppbv。