臭氧测试仪是用于检测和测量环境中臭氧浓度的专业设备，其核心原理基于臭氧的化学或物理特性，通过特定的传感器将臭氧浓度转化为可量化的电信号。
一、电化学传感器原理
电化学传感器是臭氧测试仪中常用的类型之一，其工作原理基于臭氧与传感器内部电解液发生的氧化还原反应。
1.反应机制：
臭氧分子通过传感器表面的透气膜扩散至工作电极（通常为铂或金）。
在工作电极表面，臭氧被还原为氧气，同时释放电子，产生微电流。
参考电极（如银/氯化银电极）维持电解液电位稳定，确保反应电流与臭氧浓度成线性关系。
2.信号处理：
产生的微电流（通常为纳安级）被放大并转换为电压信号。
通过校准曲线（电流-浓度关系）将电压信号转换为臭氧浓度值。
3.特点：
优点：灵敏度高、选择性好、成本较低，适用于低浓度检测。
缺点：传感器寿命有限（通常1-3年），需定期更换；易受湿度、温度影响，需温度补偿。
二、臭氧测试仪紫外线吸收法原理
紫外线吸收法是另一种高精度臭氧检测技术，基于臭氧对特定波长紫外光的吸收特性。
1.反应机制：
臭氧分子对波长为254nm的紫外光具有强吸收作用，吸收强度与臭氧浓度成正比（朗伯-比尔定律）。
光源（如低压汞灯）发射紫外光，穿过含臭氧的气体样本后，剩余光强被光电探测器测量。
通过比较入射光强与透射光强，计算臭氧浓度。
2.信号处理：
光电探测器将光强信号转换为电信号，经放大和模数转换后输入微处理器。
微处理器根据预设算法（如双光路补偿法）消除干扰因素（如灰尘、水蒸气），输出准确浓度值。
3.特点：
优点：精度高、稳定性好、寿命长，适用于高精度检测（如环境监测、工业过程控制）。
缺点：设备成本较高，需定期清洁光学窗口，对环境湿度敏感。
三、臭氧测试仪半导体传感器原理
半导体传感器利用臭氧与半导体材料表面发生的化学反应改变其电导率，从而检测臭氧浓度。
1.反应机制：
臭氧分子吸附在半导体表面，夺取表面电子，导致半导体电导率下降。
电导率变化与臭氧浓度成反比关系。
2.信号处理：
通过测量半导体电阻或电压变化，间接计算臭氧浓度。
需加热半导体元件以加速反应并提高选择性。
3.特点：
优点：响应速度快、体积小、成本低，适用于便携式设备。
缺点：选择性较差（易受其他氧化性气体干扰），需定期校准。
四、臭氧测试仪化学发光法原理
化学发光法是一种高灵敏度检测技术，基于臭氧与乙烯反应产生的化学发光现象。
1.反应机制：
臭氧与乙烯在反应室中混合，生成激发态甲醛，激发态甲醛退激时发射光子。
光强与臭氧浓度成正比。
2.信号处理：
光电倍增管（PMT）检测光信号并转换为电信号，经放大后输出浓度值。
3.特点：
优点：灵敏度高（可达ppt级），适用于超低浓度检测（如大气臭氧层监测）。
缺点：设备复杂、成本高，需定期更换反应气体（乙烯）。
