專利名稱：簡易甲醛氣體檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種檢測甲醛氣體濃度的簡易裝置，該裝置能簡單快速地檢測 出生活環(huán)境中甲醛氣體的濃度。
背景技術(shù)：
甲醛(HCHO)俗稱福爾馬林，是無色、具有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體，已經(jīng)被世 界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)，是公認(rèn)的變態(tài)反應(yīng)源，也是潛在的強(qiáng)致突變物之 一。隨著人們居住條件的改善，裝修材料和家具中釋放出的甲醛對人們生活環(huán)境的影響 已日益嚴(yán)重。目前檢測甲醛的方法很多，氣相色譜、光譜等大型儀器分析檢測方法雖然 比較準(zhǔn)確，但現(xiàn)場檢測難度大，價格昂貴，不利于推廣應(yīng)用。一系列化學(xué)試劑檢測方法 的應(yīng)用雖然可以降低成本、使裝置便于攜帶，但必需經(jīng)常更換所使用的化學(xué)試劑，否則 會由于化學(xué)試劑的失效而使檢測結(jié)果不可靠，且不利于連續(xù)檢測。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種簡易的甲醛氣體檢測裝置，該裝置 設(shè)備簡單、操作方便，能在數(shù)分鐘內(nèi)準(zhǔn)確地檢測出甲醛氣體的濃度，且能連續(xù)地進(jìn)行檢 測。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種能檢測甲醛氣體的裝 置，該裝置包括兩個進(jìn)氣管路和一個出氣管路，所述的進(jìn)氣管合并成一路通過干燥管進(jìn) 入檢測瓶，檢測瓶上用橡膠塞密封，所述橡膠塞中插有一個石英晶體傳感器和所述的出 氣管，涂敷在傳感器上的涂膜材料是連苯三酚杯[4]芳烴(全名2，8，14，20-四乙 基-4，5，6，10，11，12，16，17，18，22，23，24-十二羥基杯[4]芳烴)，所述石英 晶體傳感器與晶體管_晶體管-邏輯(TTL)振蕩電路連接，所述振蕩電路與頻率計(jì)數(shù)器 連接，構(gòu)成一個傳感檢測回路。其特征是裝置的設(shè)計(jì)、石英晶體傳感器的應(yīng)用和對甲醛 有特異吸附功能的涂膜物質(zhì)連苯三酚杯[4]芳烴的使用。它可以通過超分子作用高靈敏、 高選擇性地吸附甲醛氣體分子。通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，其涂敷于石英晶體傳感器6上 的量為17-25微克之間時的檢測效果最佳。整個裝置由以上幾個部件組裝而成，易拆除 更換，便于攜帶。其工作原理是甲醛氣體能選擇性地吸附在涂膜物質(zhì)上，產(chǎn)生的微小質(zhì) 量變化會使傳感器的諧振頻率發(fā)生變化，以頻率變化值來計(jì)算所測氣樣中甲醛氣體的濃 度。在裝置的設(shè)計(jì)上，氮?dú)夂图兹┰嚇拥膬蓚€進(jìn)氣管路可獨(dú)立開關(guān)，氮?dú)夂图兹┰?樣可交替進(jìn)入檢測瓶內(nèi)。氮?dú)饪梢允刮皆谒鐾磕の镔|(zhì)上的甲醛氣體脫附，使傳感器 諧振頻率恢復(fù)到初值。整個過程在十分鐘以內(nèi)就可以完成，隨后就能繼續(xù)用于下一次的 檢測，所以該裝置能有效地減少檢測時間和簡化操作過程。本實(shí)用新型的有益效果是，可以準(zhǔn)確、快速、連續(xù)地測定甲醛氣體的濃度，且 裝置結(jié)構(gòu)簡單，檢測過程省時省力，非常方便。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1是簡易甲醛氣體檢測裝置的示意圖。圖2是傳感器的頻率變化值(以Hz表示)與甲醛氣體對應(yīng)濃度(ppm)的關(guān)系曲 線圖。圖3是對甲醛氣體分子有特定選擇性吸附功能的連苯三酚杯[4]芳烴的分子結(jié) 構(gòu)。圖1中1.氣樣進(jìn)氣管，2.氮?dú)膺M(jìn)氣管，3.氣樣進(jìn)氣管開關(guān)，4.氮?dú)膺M(jìn)氣管開關(guān)，
5干燥管(內(nèi)填充無水MgSO4), 6.石英晶體傳感器，7.出氣管開關(guān)，8.橡膠塞，9.出氣 管，10.檢測瓶，11.振蕩電路，12.頻率計(jì)數(shù)器。圖2是把21微克的連苯三酚杯[4]芳烴涂敷于石英晶體傳感器上，通過加入標(biāo)準(zhǔn) 樣品的甲醛氣體可得到甲醛氣體濃度與響應(yīng)頻率變化值的關(guān)系曲線，該曲線擬合的方程 為y = 89.01x_436.71其中y表示甲醛的濃度(ppm)，χ表示頻率變化值Δ F (Hz)。上述關(guān)系曲線是 在室溫25 °C時繪制的。
具體實(shí)施方式
如圖1中所示，兩個進(jìn)氣管1、2合并成一路經(jīng)過干燥管5后進(jìn)入檢測瓶10底 部，檢測瓶10可以是玻璃制的，也可以是塑料制的，大小可取0.5L。檢測瓶10上用橡 膠塞8密封，橡膠塞8中插有一個石英晶體傳感器6和出氣管9，石英晶體傳感器6與振 蕩電路11連接，振蕩電路11再與頻率計(jì)數(shù)器12相連接，這樣就方便地組裝成一個完整 的傳感檢測回路。要提到的是，石英晶體傳感器6上所述涂層材料連苯三酚杯[4]芳烴是 此傳感檢測的關(guān)鍵物質(zhì)，它可以通過超分子作用對甲醛氣體進(jìn)行高靈敏地選擇性吸附。 橡膠塞8與檢測瓶10、出氣管9與橡膠塞8都是緊密連接的，以此保證檢測瓶10的整體 密封性良好。具體檢測的操作過程如下1.首先打開電源，使振蕩電路11起振，此時頻率計(jì)數(shù)器12會顯示出振蕩的頻 率，然后打開氮?dú)膺M(jìn)氣管開關(guān)4和出氣管開關(guān)7，待其頻率顯示穩(wěn)定時關(guān)閉氮?dú)膺M(jìn)氣管開 關(guān)4和出氣管開關(guān)7，記錄下初始頻率值F1 ；2.然后打開氣樣進(jìn)氣管開關(guān)3和出氣管開關(guān)7，待頻率計(jì)數(shù)器12顯示穩(wěn)定時，關(guān) 閉氣樣進(jìn)氣管開關(guān)3和出氣管開關(guān)7，記錄下頻率值F2;3.每個氣樣的頻率響應(yīng)值(AF，Hz)可由下式得出·· AF = F1-F2,把ΔF代入 到圖2的工作曲線方程中，即可算出氣樣中甲醛氣體的濃度值；4.檢測完畢后，打開出氣管開關(guān)7和氮?dú)膺M(jìn)氣管開關(guān)4，使頻率計(jì)數(shù)器12顯示頻 率恢復(fù)到初始頻率值F1,然后關(guān)閉所有氣路，以備下次檢測用。本實(shí)用新型裝置也可以應(yīng)用于甲醛工業(yè)生產(chǎn)、含甲醛材料使用等過程中有可能 發(fā)生甲醛安全事故的泄漏點(diǎn)的監(jiān)測，以保證車間操作人員的生命健康。只要將氣樣管路連接至這些易發(fā)生安全事故的泄漏點(diǎn)，就可以及時地對甲醛氣體的濃度進(jìn)行靈敏、快 速、連續(xù)地檢測。
權(quán)利要求1.一種甲醛氣體檢測裝置，該裝置由兩個進(jìn)氣管(1、2)合并成一路經(jīng)過干燥管(5) 后進(jìn)入檢測瓶(10)底部，檢測瓶(10)上用橡膠塞⑶密封，橡膠塞⑶中插有一個石英 晶體傳感器(6)和出氣管(9)，石英晶體傳感器(6)與振蕩電路(11)連接，振蕩電路(11) 再與頻率計(jì)數(shù)器(12)相連接，構(gòu)成一個完整的傳感檢測回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛氣體檢測裝置，其特征是兩個進(jìn)氣管路(1、2)可獨(dú) 立控制開關(guān)，氮?dú)夂图兹┰嚇涌山惶孢M(jìn)入檢測瓶(10)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛氣體檢測裝置，其特征是涂敷在石英晶體傳感器(6) 上的敏感涂膜材料為連苯三酚杯[4]芳烴。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的甲醛氣體檢測裝置，其特征是所述連苯三酚杯[4]芳烴涂 敷于石英晶體傳感器(6)上的量為17-25微克之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種簡易甲醛氣體檢測裝置，該裝置由兩個進(jìn)氣管(1)、(2)合并成一路經(jīng)過干燥管(5)后進(jìn)入檢測瓶(10)底部，檢測瓶(10)上用橡膠塞(8)密封，橡膠塞(8)中插有一個石英晶體傳感器(6)和出氣管(9)，其中涂敷在石英晶體傳感器(6)上的敏感涂膜材料為連苯三酚杯[4]芳烴，它可以通過超分子作用高靈敏、高選擇性地吸附甲醛氣體分子，石英晶體傳感器(6)與振蕩電路(11)連接，振蕩電路(11)再與頻率計(jì)數(shù)器(12)相連接，構(gòu)成一個完整的傳感檢測回路。該裝置可方便、快速、連續(xù)地檢測出生活環(huán)境中的甲醛氣體濃度。
文檔編號G01H13/00GK201795858SQ20102015179
公開日2011年4月13日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者孫立賢, 張?jiān)骑w, 戴云林, 曹忠, 曾巨瀾, 胡靜齡 申請人:長沙理工大學(xué)