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基于微气泡采样的室内臭氧自动监测系统研究

臭氧；微气泡采样；机器视觉；自动化

臭氧作为大气中广泛存在的强氧化性气体，对人类健康危害极大。大量研究表明，其浓度与人群死亡率紧密相关，还会损害人体呼吸系统、破坏人体免疫机能等。然而目前检测技术存在成本高、操作复杂等问题。基于此，本研究设计并构建一种基于微气泡采样的室内臭氧自动监测系统。首先设计优化微气泡采样管结构（采用G3/G4砂芯实现微气泡生成），强化气液传质效率，并通过在密闭仓与室外环境与标准方法对比验证采样管的准确性（误差≤20%）。结合靛蓝二磺酸钠分光光度法的显色特性，使用智能手机摄像头捕捉溶液RGB的变化，与溶液浓度建立校准曲线，替代传统分光光度计，实现原位的快速分析。最后构建自动化系统集成微气泡采样、图像识别、电压控制和数据存储等模块实现臭氧采样、浓度分析、存储与输出。本研究可用于监测室内臭氧长期浓度变化，分析季节性变化规律和与其他污染物之间的关联性，分析室内外臭氧I/O比及影响因素。