一種模擬呼吸重金屬的檢測系統的製作方法

2023-08-13 23:44:21 4

一種模擬呼吸重金屬的檢測系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種模擬呼吸重金屬的檢測系統，至少包括一密封殼體，活塞將密封殼體分成上腔和下腔，上腔有開口，開口通過封口塞密封，封口塞通過氣管貫通上腔外和上腔內的左模擬肺和右模擬肺，氣管使上腔外和左模擬肺、右模擬肺通過泵呼吸相通；活塞通過活塞杆連接電機的電機軸，電機驅動電路輸出端與電機電連接，電機驅動電路控制端與控制器電連接；而在左模擬肺或右模擬肺下端有發光接收管對管，發光接收管對管與光電檢測電路埠電連接，光電檢測電路通過發光管發光和接收管接收光，對左模擬肺和右模擬肺底部散射信號進行處理，給出重金屬檢測信息。它能定量得到重金屬在多長時間能積累多少量，通過進行按類分析，給出空氣品質的評價和人體危害。
【專利說明】一種模擬呼吸重金屬的檢測系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種空氣中重金屬提取技術，特別是一種模擬呼吸重金屬的檢測系統。用於將提取的重金屬物進行按類分析，給出空氣品質對人體呼吸系統影響的評價。
【背景技術】
[0002]金屬檢測有直讀光譜法、ICP或AAS法，X螢光光譜法、碳硫儀法，氮氧儀法，測氫儀、化學滴定法、分光光度計法、PMI等。分析方法有:紫外可分光光度法(UV)、原子吸收法(AAS)、原子螢光法(AFS)、電感耦合等離子體法(ICP)、X螢光光譜(XRF)、電感耦合等離子質譜法(ICP-MS)。日本和歐盟國家有的採用電感耦合等離子質譜法(ICP-MS)分析，但對國內用戶而言，儀器成本高。也有的採用X螢光光譜(XRF)分析，優點是無損檢測，可直接分析成品，但檢測精度和重複性不如光譜法。最新流行的檢測方法一陽極溶出法，檢測速度快，數值準確，可用於現場等環境應急檢測。
[0003](一)原子吸收光譜法(AAS)原子吸收光譜法是20世紀50年代創立的一種新型儀器分析方法，它與主要用於無機元素定性分析的原子發射光譜法相輔相成，已成為對無機化合物進行元素定量分析的主要手段。現在由於計算機技術、化學計量學的發展和多種新型元器件的出現，使原子吸收光譜儀的精密度、準確度和自動化程度大大提高。用微處理機控制的原子吸收光譜儀，簡化了操作程序，節約了分析時間。現在已研製出氣相色譜一原子吸收光譜(GC-AAS)的聯用儀器，進一步拓展了原子吸收光譜法的應用領域。
[0004](二)紫外可見分光光度法(UV)，其檢測原理是:重金屬與顯色劑一通常為有機化合物，可於重金屬發生絡合反應，生成有色分子團，溶液顏色深淺與濃度成正比。在特定波長下，比色檢測。分光光度分析有兩種，一種是利用物質本身對紫外及可見光的吸收進行測定；另一種是生成有色化合物，即「顯色」，然後測定。雖然不少無機離子在紫外和可見光區有吸收，但因一般強度較弱，所以直接用於定量分析的較少。加入顯色劑使待測物質轉化為在紫外和可見光區有吸收的化合物來進行光度測定，這是目前應用最廣泛的測試手段。顯色劑分為無機顯色劑和有機顯色劑，而以有機顯色劑使用較多。大多當數有機顯色劑本身為有色化合物，與金屬離子反應生成的化合物一般是穩定的螯合物。顯色反應的選擇性和靈敏度都較高。有些有色螯合物易溶於有機溶劑，可進行萃取浸提後比色檢測。近年來形成多元配合物的顯色體系受到關注。多元配合物的指三個或三個以上組分形成的配合物。利用多元配合物的形成可提高分光光度測定的靈敏度，改善分析特性。顯色劑在前處理萃取和檢測比色方面的選擇和使用是近年來分光光度法的重要研究課題。
[0005](三)原子螢光法(AFS)原子螢光光譜法是通過測量待測元素的原子蒸氣在特定頻率輻射能激以下所產生的螢光發射強度，以此來測定待測元素含量的方法。原子螢光光譜法雖是一種發射光譜法，但它和原子吸收光譜法密切相關，兼有原子發射和原子吸收兩種分析方法的優點，又克服了兩種方法的不足。原子螢光光譜具有發射譜線簡單，靈敏度高於原子吸收光譜法，線性範圍較寬幹擾少的特點，能夠進行多元素同時測定。原子螢光光譜儀可用於分析汞、砷、銻、鉍、硒、碲、鉛、錫、鍺、鎘鋅等11種元素。現已廣泛用環境監測、醫藥、地質、農業、飲用水等領域。在國標中，食品中砷、汞等元素的測定標準中已將原子螢光光譜法定為第一法。現已研製出可對多元素同時測定的原子螢光光譜儀，它以多個高強度空心陰極燈為光源，以具有很高溫度的電感耦合等離子體(ICP)作為原子化器，可使多種元素同時實現原子化。
[0006](四)電化學法一陽極溶出伏安法電化學法是近年來發展較快的一種方法，它以經典極譜法為依託，在此基礎上又衍生出示波極譜、陽極溶出伏安法等方法。電化學法的檢測限較低，測試靈敏度較高，值得推廣應用。如國標中鉛的測定方法中的第五法和鉻的測定方法的第二法均為示波極譜法。陽極溶出伏安法是將恆電位電解富集與伏安法測定相結合的一種電化學分析方法。這種方法一次可連續測定多種金屬離子，而且靈敏度很高，能測定10-7-10-9mol/L的金屬離子。此法所用儀器比較簡單，操作方便，是一種很好的痕量分析手段。我國已經頒布了適用於化學試劑中金屬雜質測定的陽極溶出伏安法國家標準。示波極譜法又稱「單掃描極譜分析法」。一種極譜分析新力一法。它是一種快速加入電解電壓的極譜法。常在滴汞電極每一汞滴成長後期，在電解池的兩極上，迅速加入一鋸齒形脈衝電壓，在幾秒鐘內得出一次極譜圖，為了快速記錄極譜圖，通常用示波管的螢光屏作顯示工具，因此稱為示波極譜法。其優點:快速、靈敏。
[0007](五)X射線螢光光譜法(XRF)X射線螢光光譜法是利用樣品對X射線的吸收隨樣品中的成分及其多少變化而變化來定性或定量測定樣品中成分的一種方法。它具有分析迅速、樣品前處理簡單、可分析元素範圍廣、譜線簡單，光譜幹擾少，試樣形態多樣性及測定時的非破壞性等特點。它不僅用於常量元素的定性和定量分析，而且也可進行微量元素的測定，其檢出限多數可達10-6。與分離、富集等手段相結合，可達10-8。測量的元素範圍包括周期表中從F-U的所有元素。多道分析儀，在幾分鐘之內可同時測定20多種元素的含量。X射線螢光法不僅可以分析塊狀樣品，還可對多層鍍膜的各層鍍膜進行成分和膜厚的分析。
[0008](六)電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)，ICP-MS的檢出限給人極深刻的印象，其溶液的檢出限大部份為PPt級，實際的檢出限不可能優於你實驗室的清潔條件。必須指出，ICP-MS的ppt級檢出限是針對溶液中溶解物質很少的單純溶液而言的，若涉及固體中濃度的檢出限，由於ICP-MS的耐鹽量較差，ICP-MS檢出限的優點會變差多達50倍，一些普通的輕元素(如S、Ca、Fe、K、Se)在ICP-MS中有嚴重的幹擾，也將惡化其檢出限。ICP-MS由作為離子源ICP焰炬，接口裝置和作為檢測器的質譜儀三部分組成。

【發明內容】

[0009]本發明的目的是提供一種能量化重金屬積累過程的一種模擬呼吸重金屬的檢測系統，以便定量得到重金屬在多長時間能積累多少量，並將提取的重金屬物進行按類分析，給出空氣品質的評價和人體危害。
[0010]本發明的目的是這樣實現的，一種模擬呼吸重金屬的檢測系統，至少包括一密封殼體，活塞將密封殼體分成上腔和下腔，上腔有開口，開口通過封口塞密封，封口塞通過氣管貫通上腔外和上腔內的左模擬肺和右模擬肺，氣管使上腔外和左模擬肺、右模擬肺通過泵呼吸相通；活塞通過活塞杆連接電機的電機軸，電機驅動電路輸出端與電機電連接，電機驅動電路控制端與控制器電連接；而在左模擬肺(或右模擬肺)下端有發光接收管對管，發光接收管對管與光電檢測電路埠電連接，光電檢測電路通過發光管發光和接收管接收光，對左模擬肺和右模擬肺底部散射信號進行處理，給出重金屬檢測信息。
[0011]所述的控制器通過鍵盤和顯示器設定電機正反轉頻率，每正反轉一次，電機帶動活塞杆正反轉一次，左模擬肺和右模擬肺中收縮一次，完成一次呼吸過程，光電檢測電路中的發光接收管對管對左模擬肺或右模擬肺吸收的重金屬進行光檢測，當左模擬肺或右模擬肺有沉澱重金屬時，光電檢測電路通過發光接收管對管提供所需的信號，光電檢測電路對信號進行處理，給出檢測信息。
[0012]本發明的優點是:由於活塞將密封殼體分成上腔和下腔，上腔有開口，開口通過封口塞密封，封口塞通過氣管貫通上腔外和上腔內的左模擬肺和右模擬肺，氣管使上腔外和左模擬肺、右模擬肺通過泵呼吸相通；活塞通過活塞杆連接電機的電機軸，控制器通過鍵盤和顯不器設定電機正反轉頻率，電機每正反轉一次，電機軸帶動活塞杆正反轉一次，左模擬肺和右模擬肺中收縮一次，完成一次呼吸過程，光電檢測電路中的發光接收管對管對左模擬肺或右模擬肺吸收的重金屬進行光檢測，當左模擬肺或右模擬肺有沉澱重金屬時，反射光將發生變化，接收到的信號或增加或減少，光電檢測電路通過發光接收管對管提供所需的信號，光電檢測電路對信號進行處理，給出檢測信息，實線重金屬在線檢測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結合實施例附圖對本發明作進一步說明:
圖1是本發明實施例結構吸氣示意圖；
圖2是檢測電路電路圖。
[0014]圖中，1、氣管；2、封口塞；3、上腔；4、活塞杆；5、下腔；6、電機；7、電機驅動電路；
8、活塞；9、左模擬肺；10、密封殼體；11、控制器；12、右模擬肺；13、發光接收管對管；14、光電檢測電路。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，一種模擬呼吸重金屬的檢測系統，至少包括一密封殼體10，活塞8將密封殼體10分成上腔3和下腔5，上腔3有開口，開口通過封口塞2密封，封口塞2通過氣管I貫通上腔外和上腔內的左模擬肺9和右模擬肺12，氣管I使上腔外和左模擬肺9、右模擬肺12通過泵呼吸相通；活塞8通過活塞杆4連接電機6的電機軸，電機驅動電路7輸出端與電機6電連接，電機驅動電路7控制端與控制器11電連接；而在左模擬肺9或右模擬肺12下端有發光接收管對管13，發光接收管對管13與光電檢測電路14埠電連接，光電檢測電路14通過發光管發光和接收管接收光，對左模擬肺9和右模擬肺12底部散射信號進行處理，給出重金屬檢測信息。
[0016]本發明工作時，控制器11通過鍵盤和顯示器設定電機6正反轉頻率，電機6每正反轉一次，電機軸帶動活塞杆正反轉一次，左模擬肺9和右模擬肺12中收縮一次,完成一次呼吸過程，光電檢測電路14中的發光接收管對管13對左模擬肺9或右模擬肺12吸收的重金屬進行光檢測，當左模擬肺9或右模擬肺12有沉澱重金屬時，反射光將發生變化，接收到的信號或增加或減少，光電檢測電路14通過發光接收管對管13提供所需的信號，光電檢測電路14對信號進行處理，給出檢測信息。電機驅動電路7採用可編程控制器，也可採用其它控制電路。[0017]一次呼吸可以是健康人的一次呼吸，也可以是健康人的多次呼吸。當是健康人的多次呼吸時可能過很短時間實現某一地在空氣品質相同不變時，人體經長期生存左肺和右肺受重金屬影響的成度。
[0018]如圖2所示，光電檢測電路14採用區間測量放大器，在沒有沉澱重金屬時，接收到的光信號為Vi，Vi在土VO內變化；當有沉澱重金屬時，接收到的光信號為VB，VB = +VO + VK 或 VB = — VO — VK。
[0019]本實施例沒有詳細敘述的部件和結構屬本行業的公知部件和常用結構或常用手段，這裡不一一敘述。
【權利要求】
1.一種模擬呼吸重金屬的檢測系統，至少包括一密封殼體(10)，活塞(8)將密封殼體(10)分成上腔(3)和下腔(5)，上腔(3)有開口，開口通過封口塞(2)密封，封口塞(2)通過氣管(I)貫通上腔外和上腔內的左模擬肺(9)和右模擬肺(12)，氣管(I)使上腔外和左模擬肺(9)、右模擬肺(12)通過泵呼吸相通；活塞(8)通過活塞杆(4)連接電機(6)的電機軸，電機驅動電路(7)輸出端與電機(6)電連接，電機驅動電路(7)控制端與控制器(11)電連接；而在左模擬肺(9)或右模擬肺(12)下端有發光接收管對管(13)，發光接收管對管(13)與光電檢測電路(14)埠電連接，光電檢測電路(14)通過發光管發光和接收管接收光，對左模擬肺(9)和右模擬肺(12)底部散射信號進行處理，給出重金屬檢測信息。
2.根據權利要求1所述的一種模擬呼吸重金屬的檢測系統，其特徵是:所述的控制器(11)通過鍵盤和顯示器設定電機(6)正反轉頻率，每正反轉一次，電機(6 )帶動活塞杆正反轉一次，左模擬肺(9)和右模擬肺(12)中收縮一次，完成一次呼吸過程，光電檢測電路(14)中的發光接收管對管(13)對左模擬肺(9)或右模擬肺(12)吸收的重金屬進行光檢測，當左模擬肺(9)或右模擬肺(12)有沉澱重金屬時，光電檢測電路(14)通過發光接收管對管(13)提供所需的信號，光電檢測電路(14)對信號進行處理，給出檢測信息。
【文檔編號】G01N21/49GK103983612SQ201410145351
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月11日 優先權日:2014年4月11日
【發明者】駱文靜, 沈學鋒, 鄭剛, 趙再華, 陳景元 申請人:中國人民解放軍第四軍醫大學