臭氧与臭氧传感器

1.O3的物化性能

臭氧是氧气的同素异形体，在常温下，它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。英 臭氧（Ozone）一词源自希腊语ozon，意为“嗅”。下面就是臭氧分子的立体结构，它由三个氧原子构成。

O3主要存在于距地球表面20km-30km的同温层下部的臭氧层中，含量约50ppm。它吸收对人体有害的短波紫外线，防止其到达地球，以屏蔽地球表面生物，不受紫外线侵害。在大气层中，氧分子因高能量的辐射而分解为氧原子(O)，而氧原子与另一氧分子结合，即生成臭氧。臭氧又会与氧原子、氯或其他游离性物质反应而分解消失，由于这种反复不断的生成和消失，臭氧含量可维持在一定的均衡状态。

在靠近地面的地球表面也会有低浓度的O3，通常会出现在城市和附近农村的对流层中，这些O3是非甲烷有机物(NMVOC)、一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)经过一连串的化学和光化学反应后生成的。虽然低浓度的(<0.1ppm)O3对人体没有多大伤害，但污染特别严重的地区，紫外光照度也比较大的地区，白天O3的浓度会达到好几百PPB(一个PPB为千分之一PPM)，这就是人们的呼吸道疾病多发的主要原因之一。

在人们生活的环境中，NMVOC、CO、NO、NO2这些物质，基本上都是汽车内燃机产生的，特别是柴油机车辆。这也就是为什么世界各国不断地提高汽车排放标准，用法律的办法限制汽车污染物排放的原因。

下面是美国国立职业安全与健康研究所(NIOSH, NationalInstituteforOccupationalSafetyand Health) 站上可以查到的O3物理化学特性。注意，人体所能承受的8小时加权平均值(TWA, TimeWeightedAverage)为0.1PPM，常温时为0.2mg/M^3。

2.O3的商业用途

自然环境下所产生的O3对人体有好处，也有坏处。人们是否可以利用O3的强氧化性，为人类造福呢？当然可以，人们日常所饮用的自来水和排出的生产、生活污水都需要用到O3来消毒和净化。

早在19世纪末、20世纪初，德国西门子公司就已经生产O3发生器，用于水处理了。经过一个多世纪的进化，臭氧发生设备也越来越先进，表现在：体积越来越小、耗电量越来越低、单位时间产生的O3产量越来越大。下图中，为美国ITT集团旗下赛莱默公司出品的WEDECO品牌的臭氧水处理系统。

除了给水消毒之外，O3还广泛用于食品、医药行业的消毒。之所以用O3来做消毒柜，主要是利用了O3的强氧化性和分解产物的无毒无害性。

3.O3的生产制备方法

空气中氧气(O2)的含量是20.9%vol，要以O2为原料来生产O3，就需要借助臭氧发生器和大量的电能，就如同模拟大自然中的雷电产生O3。下图就是臭氧发生的基本原理。

如果仅仅是模拟一次次的雷电来产生O3显然效率就太低了。于是厂商们在臭氧发生器中放置了大量的电极，并持续的高压放电，从而产生持续、大量的O3，用于水处理。

4.O3的检测方法

如何知道O3是否有泄露，或者已经分解干净了呢？那就需要用专业的仪表来监测分析了。比较标准的O3分析仪是采用紫外光度法，其原理为O3分子吸收波长254nm的紫外光，该波段紫外光被吸收的程度直接与O3浓度相关，通过检测样品气吸收紫外光的程度算出O3浓度。现在世界上较先进的紫外吸收O3分析仪最低检测限大约2PPB，分辨率可以达到1PPB。

但是问题来了，光学仪器的价钱不菲，一台进口O3分析仪少说也要8万元人民币一台。为监测室内和打印机释放的O3浓度，总不能用这么贵的仪器吧？还有没有比较廉价，但又能够满足职业健康、环保、工业、医药行业标准的仪器和传感器呢？答案是，有的，在我国东南沿海，就有大量生产O3监测仪表的仪表厂商，仪表价格一般都只有几千元，但是传感器基本上还是依靠进口。

5.炜盛科技三款臭氧传感器明星产品

炜盛科技共有3款臭氧监测传感器，分别是ME3M-O3 臭氧传感器、MQ131 臭氧传感器(高浓)、MQ131 臭氧传感器(低浓)，用于O3泄漏监测、室内环境空气质量监测(IAQ)、O3 消毒和O3老化箱行业。这三款传感器性能不低于进口传感器，是目前国际性价比最高的臭氧传感器。