空氣中甲醛檢測儀的製作方法
2023-09-21 19:40:50
專利名稱：空氣中甲醛檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種簡便、靈敏、快速分析儀器，具體涉及一種用於 現場快速定量檢測空氣中甲醛含量的快速分析儀器。
背景技術：
甲醛(HCH0)是一種無色易溶的刺激性氣體，甲醛可經呼吸道吸收， 其水溶液〃福馬林〃可經消化道吸收。現代科學研究表明，甲醛對人體健 康有負面影響。當室內含量為O. lmg/1時就有異味和不適感；0. 5mg/ l可刺激眼睛引起流淚；0. 6mg/1時引起咽喉不適或疼痛；濃度再高可 引起噁心、嘔吐、咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫；當空氣中達到30mg/1 時可當即導致死亡。長期接觸低劑量甲醛可以引起慢性呼吸道疾病、女性 月經紊亂、妊娠綜合症，引起新生兒體質降低、染色體異常，甚至引起鼻 咽癌。高濃度的甲醛對神經系統、免疫系統、肝臟等都有毒害。它還可刺 激眼結膜、呼吸道黏膜而產生流淚、流涕，引起結膜炎、咽喉炎、哮喘、 支氣管炎和變態反應性疾病。甲醛還有致畸、致癌作用。據流行病學調查， 長期接觸甲醛的人，可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮膚和消化道的癌 症。
室內空氣中的甲醛主要來源於用作室內裝飾的膠合板、細木工板、中 密度纖維板和刨花板等人造板材，由於目前生產裝飾板使用的膠粘劑以脲 醛樹脂為主，板材中殘留的和未參與反應的甲醛會逐漸向周圍環境釋放， 是形成室內空氣中甲醛的主體。
用人造板製造的家具， 一些廠家為了追求高額利潤，使用不合適的板 材，在粘接貼面材料時再使用劣質膠水，結果顧客買回家去，等於買回了 一個小型廢氣排放站。含有甲醛成分並有可能向外界散發的其他各類裝飾 材料，比如貼牆布、貼牆紙、化纖地毯、泡沫塑料、油漆和塗料等。燃燒後會散發甲醛的某些材料，比如香菸及一些有機材料。另外，室 內空氣中甲醛濃度的大小與以下四個因素有關L室內溫度；2.室內相
對溼度；3.室內材料的裝載度(即每立方米室內空間的甲醛散發材料表 面積)；4.室內換氣數(即室內空氣流通量)。在高溫、高溼、負壓和 高負載條件下會加劇散發的力度。實測數據說明，在一定條件下，居室小 環境內空氣中甲醛濃度可聚集到標準允許水平以上，而且釋放期比較長， 日本橫濱國立大學的研究表明，室內甲醛的釋放期為3-15年。
目前，市場上甲醛測定儀基本上有兩類， 一是採用電化學傳感器的甲 醛測定儀，如美國ESC公司的產品ES-300，由於採用電化學傳感器，環 境中對甲醛有幹擾的多種氣體，對檢測結果產生一定影響，而且電化學傳 感器有使用壽命，存在更換傳感器的問題。另一類為國標法甲醛測定儀， 此方法需要多種試劑相配合，檢測時間較長。而本實用新型中採用試紙反 射式比色法，克服以上儀器的缺點，可以更快地檢測出空氣中甲醛的含量。
發明內容
針對上述問題，本實用新型的主要目的是提供一種可以簡便、快速、 現場、定量檢測空氣中甲酸含量的分析儀器。
為實現上述目的，本實用新型提供的空氣中甲醛檢測儀，包括機殼以 及置於機殼內的光源/單色器、光電檢測器、微處理器以及樣品池，所述樣 品池為設於一反射模塊中的基板池，基板池中設有反射式試紙卡，還具有 一與氣體採樣泵連通的進氣孔和一連通大氣的出氣孔，所述光電檢測器裝 設在反射模塊前面開設的與基板池正對的一水平通孔中，兩個光源/單色器 分別裝設在分布在水平通孔上下並向內靠攏的兩個斜向通孔中。
其中，所述機殼上設一翻蓋，反射模塊設於機殼內該翻蓋下方。
其中，所述基板池中配合裝設一反射式基板，反射式基板上附反射式 試紙卡。
其中，反射式基板設一方形試紙池，方形試紙池中心為圓通孔，反射
式試紙卡放入方形試紙池中，另設一與方形試紙池間隙配合的方形試紙池
生 皿。
其中，所述光源/單色器和光電檢測器與方形試紙池中心的圓通孔相對。
其中，所述光源/單色器為多個，均勻分布在光電檢測器的周邊通孔中。其中，反射式基板的尺寸與形狀與基板池相匹配。 其中，反射式基板的上部設手持部，其尺寸大於基板池池口尺寸。 其中，所述機殼外表面設多個按鍵、液晶模塊、數據接口和電源開關， 均與微處理電連接。
本實用新型甲醛檢測儀包括了機殼、置於機殼外表面的反射式基板 蓋、多個按鍵、液晶模塊、以及置於機殼內部的反射模塊、反射式基板、 反射式試紙卡、氣體採樣泵、微處理器。置於機殼外表面的反射式基板蓋 連接在主機殼體上，可自由翻蓋。在翻開時，反射式基板可自由取出與安 放在反射模塊中，在反射式基板蓋合上時，保證反射模塊避光。反射模塊 為塑料注塑成型，上部開有反射式基板池，反射式基板插入其中，反射式 基板池尺寸與反射式基板相配合。反射模塊側面設置有光源/單色器、光電 檢測器及氣體採樣泵進氣口和出氣口。光電檢測器的位置與反射式基板中 的試紙位置相對應，光源/單色器和採樣泵進氣口和出氣口均勻分布在光電
檢測器的四周，光源/單色器為2隻LED超高亮發光二極體，發射光焦點
交匯於反射式基板中的試紙中心，安放光源/單色器時角度為反射光線匯聚 在光電檢測器中心處。反射式基板中心有一方形試紙池，方形試紙池中心 為圓通孔，反射式試紙卡放入方形試紙池中，方形試紙池蓋壓在反射式試 紙卡上與方形試紙池間隙配合。氣體採樣泵為小型標準氣體採樣泵，在單 位時間內能滿足氣體採樣量。反射式試紙卡為經過化學試劑處理後的試 紙，採樣泵進氣口將含有甲醛的氣體吹到反射式試紙卡上，甲醛與反射式 試紙卡接觸後含在試紙卡裡的試劑就會同甲醛反應，反射式試紙卡的顏 色就會改變。顏色變化的程度可反映出甲醛的含量，作為光源/單色器的
LED超高亮發光二極體照射到反射式試紙卡後的反射光的強度也隨著變 化，那麼，光電檢測器將此信號傳送到微處理器處理後即可得到待檢測甲 醛的濃度。
採用上述技術方案，本實用新型顯著特點是
1、 採用試紙反射式比色方法，使操作簡便，檢測結果直觀性好。
2、 採用模塊化結構，儀器性能更加穩定。
3、 採用微處理器控制，具有測量、設置、記錄、保存和數據處理功能。 自動化程度高。
4、 大屏幕液晶顯示，人機互動式操作，體積小、重量輕、使用方便。 本實用新型可以對室內空氣品質安全進行快速檢測。
圖1為本實用新型外部結構示意圖。
圖2-1為本實用新型中反射模塊外表結構示意圖。 圖2-2為圖2-1右視內部中間位置剖視圖。 圖2-3為為圖2-1上視內部橫向中間位置剖視圖。 圖3為本實用新型中反射式基板結構示意圖。 圖4為本實用新型電路原理示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明本實用新型的具體實施方式
。
本實用新型提出的甲醛測定儀，基於吸光光度計的分析原理空氣中 的甲醛與反射式試紙卡反應，反射式試紙卡的顏色就會改變，該顏色變化 的程度可反映出甲醛的含量。作為光源/單色器的LED超高亮發光二極體 照射到反射式試紙卡後的反射光的強度也隨著變化，利用光電檢測器檢測 該反射光強度變化並得到吸光值，利用標準曲線獲得空氣中甲醛的濃度。
本實用新型甲醛測定儀，包含有電源，提供支撐的機殼，採集樣品的 氣體採樣泵，以及完成檢測的光源/單色器、基板池、反射式試紙卡、電檢 測器和微處理器。如圖1所示，機殼1的表面包含有液晶顯示屏3、多個 按鍵2 (如返回鍵、確認鍵、上翻鍵、下翻鍵)以及電源開關、數據接口 (圖中省略)等，還設置一翻蓋4;機殼l內部設有空間，其中裝設一反 射模塊5 (參見圖2)、氣體採樣泵和微處理器(圖中省略)，氣體採樣泵 的進氣端伸出機殼l之外用於採集空氣。其中，反射模塊5設於翻蓋4下 部的空間裡，氣體採樣泵與反射模塊5通過氣管相連，微處理器與電源開 關、液晶顯示屏、多個按鍵、數據接口以及反射模塊5中的電子元器件電 路相連。
圖2-1、圖2-2和圖2-3示出本實用新型甲醛測定儀中的反射模塊5的 基本結構。反射模塊5為一塊狀體，由塑料注塑成型，其中上部開設一深 槽狀基板池51;在反射模塊5前面中間位置開設一個與基板池51正對的 水平通孔53，其中裝設一光電檢測器；該水平通孔上下對稱位置，另設兩 個斜向通孔52 (參見圖2-2)，其中各裝設一 LED超高亮發光二極體； LED超高亮發光二極體和光電檢測器分別與微處理器電連接，兩個LED 超高亮發光二極體發射光焦點交匯於基板池51中心位置(即圖3所示反射式基板中的試紙中心33)。反射模塊5前面還另外設兩個與基板池51連 通的斜向氣孔(參見圖2-3)， 一個為進氣孔54，通過氣管與氣體採樣泵出 氣端連通，另一個為出氣孔55，通過氣管連接到機殼並與空氣連通。
如圖3所示，為本實用新型甲醛測定儀中使用的反射式基板31，其分 為上下兩部分，基板下部分用於放入反射模塊5的基板池51內，其形狀 和尺寸與基板池51相匹配，基板上部分為手持部32,其尺寸略大於基板 池51槽口尺寸，當反射式基板31下部置於基板池51內時，手持部32可 以露在反射模塊5之上並覆蓋基板池51;反射式基板31下部正面位置設 一方形試紙池34，方形試紙池34中心為穿透反射式基板31下部的圓通孔 33，方形試紙池34正面另設與方形試紙池34間隙配合的試紙池蓋35。組 裝時，反射式試紙卡放入方形試紙池34中，方形試紙池蓋35壓在反射式 試紙卡上，這樣，卡放在方形試紙池34中的反射式試紙卡在圓通孔33正 對部分為有效工作面。另外，機殼上的翻蓋4可以開啟或關閉，在翻開時， 反射式基板31可自由取出與安放在反射模塊5中，在蓋合時，則確保反 射模塊5避光。
在檢測時，將反射式基板31插入反射式基板池51中，關閉翻蓋4; 氣體採樣泵開始工作，通過進氣孔54將採樣氣體吹到反射式基板池51內， 氣體通過反射式基板31中的圓通孔33吹到反射式試紙卡有效工作面上， 氣體中甲醛與試紙上試劑反應使試紙發生顏色變化，餘下氣體則通過出氣 孔55排出；作為檢測儀器光源/單色器的LED超高亮發光二極體發射光照 射到反射式試紙卡對著圓通孔33的有效工作面上，反射式試紙卡將反射 光照射到水平通孔53中的光電檢測器上；反射式試紙卡的顏色隨甲醛的 濃度的變化而變化，光電檢測器將此信號傳送到微處理器處理後即可得到 待檢測甲醛的濃度。
本實用新型工作原理在檢測工作開始後，氣體採樣泵開始工作，將
待檢測氣體吹送到反射式試紙卡上，同時，光源/單色器的LED超高亮發 光二極將發射光照射到反射式試紙卡上，反射式試紙卡將反射光照射到 光電檢測器上，光電檢測器將此信號傳送到微處理器處理後即可得到待檢 測甲醛的濃度。
本實用新型中氣體採樣泵為小型標準氣體採樣泵，可採用市售產品
(如北京環勞安科技發展中心出品的微量迷你泵)。光源/單色器為超高亮 發光二極體，既做光源又做單色器，可採用日本的日亞和豐田公司生產的超高亮發光二極體，亮度參數在1000mcd以上，波長分別為400nm—420nm
之間，光源/單色器採用連續或脈衝方式供電。光電檢測器採用美國TI公
司生產的集成光電傳感器，型號為TSL230系列；當然，本實用新型也可
以採用其它具有同等功效的集成光電傳感器。微處理器為SST公司生產的
STC89系列，其主要參數為8位單片機，內部存儲器64K。微處理器用來
接收光電檢測器的輸出信號並進行數據處理，處理後的信息由液晶顯示屏
顯示出來或通過數據接口輸出。以光源/單色器、光電檢測器和微處理器為
核心元件的光度分析儀的電路連接以及工作過程可參考申請人之前
ZL200620004295.0的介紹，在此不再贅述。本實用新型的電路連接可以參
考圖4，該電路僅為實現前述功能的一種具體電路連接方式，不作為對其
他可能的電路連接的限制。
以下結合具體操作來介紹本實用新型甲酵檢測儀的使用方法。
反射式試紙卡的準備本實用新型中反射式試紙卡為經過化學試劑處 理後的試紙。首先將空白試紙取來放入相關試劑中浸泡20分鐘，待相關 試劑完全溶於試紙後取出陰乾，按方形試紙池的尺寸剪切後裝入密閉試紙 卡盒中，待用。反射式試紙卡的製備工作完成。
將反射式試紙卡裝入反射式基板的方形試紙池中，按上方形試紙池 蓋，然後將反射式基板插入反射模塊的反射式基板池中，合上反射式基板 蓋。開機，氣體採樣泵開始工作輸入待檢氣體，即可檢測出室內空氣(待 檢氣體)中甲醛的含量。
權利要求1、一種空氣中甲醛檢測儀，它包括機殼以及置於機殼內的光源/單色器、光電檢測器、微處理器以及樣品池，其特徵在於，所述樣品池為設於一反射模塊中的基板池，基板池中設有反射式試紙卡，還具有一與氣體採樣泵連通的進氣孔和一連通大氣的出氣孔，所述光電檢測器裝設在反射模塊前面開設的與基板池正對的一水平通孔中，兩個光源/單色器分別裝設在分布在水平通孔上下並向內靠攏的兩個斜向通孔中。
2、 如權利要求l所述一種空氣中甲醛檢測儀，其特徵在於所述機 殼上設一翻蓋，反射模塊設於機殼內該翻蓋下方。
3、 如權利要求1或2所述一種空氣中甲醛檢測儀，其特徵在於所 述基板池中配合裝設一反射式基板，反射式基板上附反射式試紙卡。
4、 如權利要求3所述一種空氣中甲醛檢測儀，其特徵在於反射式 基板設一方形試紙池，方形試紙池中心為圓通孔，反射式試紙卡放入方形 試紙池中，另設一與方形試紙池間隙配合的方形試紙池蓋。
5、 如權利要求4所述一種空氣中甲醛檢測儀，其特徵在於所述光 源/單色器和光電檢測器與方形試紙池中心的圓通孔相對。
6、 如權利要求5所述一種空氣中甲醛檢測儀，其特徵在於所述光 源/單色器為多個，均勻分布在光電檢測器的周邊通孔中。
7、 如權利要求4所述一種空氣中甲醛檢測儀，其特徵在於反射式 基板的尺寸與形狀與基板池相匹配。
8、 如權利要求4所述一種空氣中甲醛檢測儀，其特徵在於反射式 基板的上部設手持部，其尺寸大於基板池池口尺寸。
9、 如權利要求4所述一種空氣中甲醛檢測儀，其特徵在於所述機 殼外表面設多個按鍵、液晶模塊、數據接口和電源開關，均與微處理電連 接。
專利摘要本實用新型公開了一種空氣中甲醛檢測儀，屬於快速定量分析儀器。它包括機殼以及置於機殼內的光源/單色器、光電檢測器、微處理器以及樣品池，所述樣品池為設於一反射模塊中的基板池，其具有進氣口和出氣口與一氣體採樣泵連通，所述光源/單色器和光電檢測器裝設在反射模塊前面開設的與基板池正對的通孔中，它還包括反射式基板和其中的反射式試紙卡，空氣中甲醛與反射式試紙卡中試劑反應發生顏色變化，通過光電檢測器檢測和微處理器處理，即可快速測定空氣中甲醛的含量。
文檔編號G01N21/27GK201373846SQ20092000638
公開日2009年12月30日 申請日期2009年3月27日 優先權日2009年3月27日
發明者於愛民, 王振德 申請人:長春吉大·小天鵝儀器有限公司