一種空氣中甲醛含量快速準確檢測的方法和系統與流程

2023-06-01 19:17:31 2

本發明涉及一種氣體濃度檢測方法，尤其是涉及一種空氣中甲醛含量快速準確檢測的方法和系統。

背景技術：

甲醛(HCHO)在化學工業中有著廣泛的應用，其相關的產品在家庭中廣泛使用，如乳膠漆、建築材料及板材當中。隨著人們對家庭裝修的不斷重視，室內甲醛汙染逐漸增加，嚴重危害到了人們的身體健康。

由於甲醛是一種無色無味的氣體，人體難以察覺，只能通過檢測設備監測其濃度。雖然大型儀器可以準確的檢測出空氣中的甲醛濃度，然而其操作步驟複雜、要求專業人員操作且測量費用較高，難以普及應用。為了方便消費者的使用，目前市場上出現了甲醛檢測盒裝置，其主要選用甲醛吸收劑吸收空氣中的甲醛，再加入顯色劑使其顯色，最後根據溶液的顏色和比色卡比對，從而得到空氣中甲醛的濃度，如公開日為2011年11月30日，公開號為CN102262088A的中國專利中，公開了一種甲醛快速檢測裝置及其製作方法。雖然這一方法操作簡單，然而由於顯色反應當中顏色的變化不明顯，在低濃度下肉眼難以直觀辨別，導致檢測結果不準確，難以滿足消費者對甲醛濃度準確檢測的要求。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種能夠快速、準確的檢測空氣中甲醛含量的方法和系統。

本發明解決上述問題所採用的技術方案是：該空氣中甲醛含量快速準確檢測的方法的特點在於：所述方法的步驟如下：

S1：採用甲醛吸收劑靜置於空氣中，吸收空氣中的甲醛，經過一段時間的吸收之後加入顯色劑進行反應得到顯色的檢測溶液；

S2：採用觀察卡結合顏色識別系統得到顯色溶液的顏色數據；

S3：將上述得到的顯色溶液的顏色數據與標準資料庫進行比對，然後經過計算得到空氣中精確的甲醛濃度檢測數據。

作為優選，本發明所述的甲醛吸收劑和顯色劑可以分別選用如下幾組試劑：

作為優選，本發明所述甲醛吸收劑的濃度範圍，顯色劑的濃度範圍，以及甲醛吸收劑和顯色劑的質量比如下：

作為優選，本發明所述甲醛吸收劑的用量和顯色劑的用量的質量比為1∶(4-20)。

作為優選，本發明所述甲醛吸收劑吸收甲醛的時間為3-30min，所述甲醛吸收劑和顯色劑的反應時間為10-30min。

作為優選，本發明所述觀察卡上含有基準色點和比色盒，其中基準色點採取固定色值的顏色印刷，比色盒內盛放上述甲醛吸收劑和顯色劑，用於進行吸收甲醛並進行顯色反應；顏色識別系統包括攝像裝置、圖片處理單元、色值識別單元、偏色校正單元、標準校正單元、數據分析單元、數據輸出單元和顯示裝置；其中，攝像裝置用於拍攝基準色點和比色盒中檢測溶液的同框圖片，圖片處理單元可以在獲得圖片之後截取基準色點和檢測溶液的顏色待用，色值識別單元用於識別上述截取的基準色點和檢測溶液的色值，偏色校正單元可以自動校正圖片中的色偏，克服在照片拍攝過程中由於光線和攝像頭擺放位置的原因而造成的顏色差別問題，使照片中的光線和顏色恢復至自然光狀態，標準校正單元則用於根據預設的基準色數據和本次識別的基準色數據進行比較，將基準色色值數據校正至預設值，且計算出校正係數，根據該校正係數將圖片中檢測溶液的色值校正至實際值；數據分析單元則根據校正之後所得到的檢測溶液的實際色值，並參照甲醛吸收反應時間與標準資料庫進行比對查詢，計算得到相對應的空氣中甲醛濃度數值；數據輸出單元則將上述檢測到的甲醛濃度數值進行輸出，最後在顯示單元中進行直觀顯示。

作為優選，本發明所述基準色點為印刷在觀察卡上的一個帶顏色的點。

作為優選，本發明所述顯色盒為無色透明盒子，所述顯示裝置採用軟體載體上的顯色裝置。

作為優選，本發明所述標準資料庫為甲醛吸收劑吸收不同甲醛濃度進行顯色所得到的甲醛濃度和色值之間的資料庫。

一種空氣中甲醛含量快速準確檢測的系統，其結構特點在於：包括攝像裝置、圖片處理單元、色值識別單元、偏色校正單元、標準校正單元、數據分析單元、數據輸出單元和顯示裝置；其中，攝像裝置用於拍攝基準色點和比色盒中檢測溶液的同框圖片，圖片處理單元可以在獲得圖片之後截取基準色點和檢測溶液的顏色待用，色值識別單元用於識別上述截取的基準色點和檢測溶液的色值，偏色校正單元可以自動校正圖片中的色偏，克服在照片拍攝過程中由於光線和攝像頭擺放位置的原因而造成的顏色差別問題，使照片中的光線和顏色恢復至自然光狀態，標準校正單元則用於根據預設的基準色數據和本次識別的基準色數據進行比較，將基準色色值數據校正至預設值，且計算出校正係數，根據該校正係數將圖片中檢測溶液的色值校正至實際值；數據分析單元則根據校正之後所得到的檢測溶液的實際色值，並參照甲醛吸收反應時間與標準資料庫進行比對查詢，計算得到相對應的空氣中甲醛濃度數值；數據輸出單元則將上述檢測到的甲醛濃度數值進行輸出，最後在顯示單元中進行直觀顯示。

本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：1、採用顯色檢測法結合軟體識別檢測溶液的顏色，使得準確識別檢測溶液顏色，並將其量與標準資料庫進行比較，達到準確檢測的目的；2、採用偏色校正和標準校正處理圖片，克服在拍照和顯色過程中的誤差，使得檢測結果更準確；3、建立準確的資料庫資源，保證了檢測結果的準確性。

採用甲醛吸收劑吸收空氣中的甲醛，再用顯色劑與之反應顯示出相應的顏色；將顯色溶液和顯色基準色點進行拍照，上傳照片並採用智能化軟體識別照片中的基準色點和顯色溶液的顏色，並自動截取這兩個顏色；將上述截取的圖片進行偏色校正還原照片的偏差，使得到的照片的光照統一，還原自然光條件下的顏色；識別上述色偏校正之後的基準色點和溶液顏色的數據，並根據原始基準色點顏色值數據校正其印刷的顏色誤差，得出校正係數，根據相同的校正係數得出溶液顯色的顏色係數數據；將上述得到的溶液顏色係數和標準資料庫相比對後進行相關計算，得出所檢測空氣中的甲醛濃度值數據，達到精確檢測空氣中甲醛濃度的目的。

附圖說明

圖1是本發明中甲醛檢測反應的流程示意圖。

圖2是實施例中觀察卡示意圖。

圖3是本發明的甲醛濃度檢測識別系統模塊組成示意圖。

圖4是本發明的甲醛濃度檢測識別流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖並通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明並不局限於以下實施例。

實施例1。

本實施例空氣中甲醛含量快速準確檢測的方法如下。

資料庫的建設：採用乙醯丙酮法測試甲醛含量，選用不含有機物的重蒸餾水為甲醛吸收液，pH＝6的乙醯丙酮溶液為顯色劑。選用一個體積為3m3的密封倉作為測試倉，採用甲醛發生器產生甲醛用於測試，採用紫外分光光度計測試吸光度檢測吸收溶液的吸光度。採用甲醛發生器產生甲醛並通入測試倉內使其中甲醛濃度為0.01ppm，將5mL不含有機物的重蒸餾水的小盒子放置於測試倉內，靜置30min後取出，向其中加入1mL體積濃度為0.25％的乙醯丙酮溶液，沸水浴加熱3min，室溫冷卻後採用紫外分光光度計測試吸光度檢測吸收溶液的吸光度並記錄。重複多個濃度下的測試實驗，記錄所有的測試數據，得到資料庫。

採用一個透明的帶蓋密封小盒子盛放不含有機物的重蒸餾水。採用一張卡片作為觀察卡，其上包含一個固定cmyk色值為c:0m:100y:100k:0的大紅色基準色點，一個尺寸與盛放吸收液的透明小盒子相匹配的小孔。利用甲醛發生器在測試倉內製備甲醛，使得其內部甲醛的溶度達到0.20ppm，採用上述相同的試劑盒方法進行吸收和顯色反應，最後將小盒子置於觀察板上相對應的位置。

在手機上安裝相應的溶液顏色識別軟體，用拍照功能拍攝觀察卡的照片，使統一相框裡同時包含了上述比色基準點和檢測溶液，將照片上傳至軟體進行處理。首先進行圖片的截圖處理，分別截取比色基準點和檢測溶液的內容；對這兩部分依次進行色值提取，得到相應的色值測量色值數據；再將上述截圖處理之後的部分進行偏色校正處理，使得圖片還原為初始顏色；將上述色值提取步驟中得到的基準點色值測量色值數據與其固定的cmyk色值進行比對，將測量色值數據校正為固定的cmyk色值，並得到校正係數，根據相同的校正係數和方法校正檢測溶液的色值數據，最後得到準確的色值檢測數據，最後將得到的色值檢測數據和色值-濃度資料庫進行比對得到所檢測的空氣中甲醛濃度數據值為0.19ppm。

實施例2。

本實施例空氣中甲醛含量快速準確檢測的方法如下。

資料庫的建設：採用酚試劑法測試甲醛含量，選用酚試劑為甲醛吸收液，鹽酸酸化的硫酸高鐵銨為顯色劑。選用一個體積為3m3的密封倉作為測試倉，採用甲醛發生器產生甲醛用於測試，採用紫外分光光度計測試吸光度檢測吸收溶液的吸光度。採用甲醛發生器產生甲醛並通入測試倉內使其中甲醛濃度為0.05ppm，上述裝有5mL濃度為0.1g/L的酚試劑溶液的小盒子放置於測試倉內，靜置30min後取出，向其中加入0.8mL質量分數為1％的硫酸高鐵銨溶液，混合均勻之後靜置10min後，採用紫外分光光度計測試吸光度檢測吸收溶液的吸光度並記錄。重複多個濃度下的測試實驗，記錄所有的測試數據，得到資料庫。

採用一個透明的帶蓋密封小盒子盛放酚試劑溶液。採用一張卡片作為觀察卡，其上包含一個固定cmyk色值為c:0m:0y:100k:0的大黃色基準色點，一個尺寸與盛放吸收液的透明小盒子相匹配的小孔。利用甲醛發生器在測試倉內製備甲醛，使得其內部甲醛的溶度達到0.050ppm，採用上述相同的試劑盒方法進行吸收和顯色反應，最後將小盒子置於觀察板上相對應的位置。

採用已經安裝了上述軟體的手機經過拍攝-截圖-偏色校正-色值校正-資料庫比對之後得到所檢測的空氣中甲醛濃度數據值為0.048ppm。

實施例3。

本實施例空氣中甲醛含量快速準確檢測的方法如下。

資料庫的建設：採用AHMT法測試甲醛含量，選用三乙醇胺，偏重亞硫酸鈉和乙二胺四乙酸二鈉作為吸收液，採用KOH和AHMT的混合液作為顯色劑。選用一個體積為3m3的密封倉作為測試倉，採用甲醛發生器產生甲醛用於測試，採用紫外分光光度計測試吸光度檢測吸收溶液的吸光度。採用甲醛發生器產生甲醛並通入測試倉內使其中甲醛濃度為0.08ppm，將上述裝有5mL含1g/L三乙醇胺、0.25g/L偏重亞硫酸鈉和0.25g/L乙二胺四乙酸二鈉溶液的小盒子放置於測試倉內，靜置30min後取出，向其中加入1.0mL濃度為5mol/L的氫氧化鉀溶液和1.0mL質量分數0.5％的AHMT溶液，混合均勻之後靜置20min，再加入0.3mL質量分數1.5％的高碘酸鉀溶液，混合均勻之後靜置5min後，採用紫外分光光度計測試吸光度檢測吸收溶液的吸光度並記錄。重複多個濃度下的測試實驗，記錄所有的測試數據，得到資料庫。

採用一個透明的帶蓋密封小盒子盛放三乙醇胺，偏重亞硫酸鈉和乙二胺四乙酸二鈉混合溶液。採用一張卡片作為觀察卡，其上包含一個固定cmyk色值為c:100m:0y:0k:0的純藍色基準色點，一個尺寸與盛放吸收液的透明小盒子相匹配的小孔。利用甲醛發生器在測試倉內製備甲醛，使得其內部甲醛的溶度達到0.080ppm，採用上述相同的試劑盒方法進行吸收和顯色反應，最後將小盒子置於觀察板上相對應的位置。

採用已經安裝了上述軟體的手機經過拍攝-截圖-偏色校正-色值校正-資料庫比對之後得到所檢測的空氣中甲醛濃度數據值為0.082ppm。

實施例4。

參見圖1至圖4，本實施例中的空氣中甲醛含量快速準確檢測的方法的步驟如下：

S1：採用甲醛吸收劑靜置於空氣中，吸收空氣中的甲醛，經過一段時間的吸收之後加入顯色劑進行反應得到顯色的檢測溶液。

S2：採用觀察卡結合顏色識別系統得到顯色溶液的顏色數據。

S3：將上述得到的顯色溶液的顏色數據與標準資料庫進行比對，然後經過計算得到空氣中精確的甲醛濃度檢測數據。

本實施例中的甲醛吸收劑和顯色劑可以分別選用如下幾組試劑：

本實施例中的觀察卡上含有基準色點和比色盒，其中基準色點採取固定色值的顏色印刷，比色盒內盛放上述甲醛吸收劑和顯色劑，用於進行吸收甲醛並進行顯色反應；顏色識別系統包括攝像裝置、圖片處理單元、色值識別單元、偏色校正單元、標準校正單元、數據分析單元、數據輸出單元和顯示裝置；其中，攝像裝置用於拍攝基準色點和比色盒中檢測溶液的同框圖片，圖片處理單元可以在獲得圖片之後截取基準色點和檢測溶液的顏色待用，色值識別單元用於識別上述截取的基準色點和檢測溶液的色值，偏色校正單元可以自動校正圖片中的色偏，克服在照片拍攝過程中由於光線和攝像頭擺放位置的原因而造成的顏色差別問題，使照片中的光線和顏色恢復至自然光狀態，標準校正單元則用於根據預設的基準色數據和本次識別的基準色數據進行比較，將基準色色值數據校正至預設值，且計算出校正係數，根據該校正係數將圖片中檢測溶液的色值校正至實際值；數據分析單元則根據校正之後所得到的檢測溶液的實際色值，並參照甲醛吸收反應時間與標準資料庫進行比對查詢，計算得到相對應的空氣中甲醛濃度數值；數據輸出單元則將上述檢測到的甲醛濃度數值進行輸出，最後在顯示單元中進行直觀顯示。

本實施例中的甲醛吸收劑的濃度範圍，顯色劑的濃度範圍，以及甲醛吸收劑和顯色劑的質量比可以如下表所示：

本發明中甲醛吸收劑的用量和顯色劑的用量的質量比可以為1∶(4-20)。甲醛吸收劑吸收甲醛的時間可以為3-30min。甲醛吸收劑和顯色劑的反應時間可以為10-30min。基準色點可以為印刷在觀察卡上的一個帶顏色的圓點。顯色盒可以為無色透明盒子，顯示裝置可以採用軟體載體上的顯色裝置。標準資料庫可以為甲醛吸收劑吸收不同甲醛濃度進行顯色所得到的甲醛濃度和色值之間的資料庫。

本實施例中的空氣中甲醛含量快速準確檢測的系統包括攝像裝置、圖片處理單元、色值識別單元、偏色校正單元、標準校正單元、數據分析單元、數據輸出單元和顯示裝置；其中，攝像裝置用於拍攝基準色點和比色盒中檢測溶液的同框圖片，圖片處理單元可以在獲得圖片之後截取基準色點和檢測溶液的顏色待用，色值識別單元用於識別上述截取的基準色點和檢測溶液的色值，偏色校正單元可以自動校正圖片中的色偏，克服在照片拍攝過程中由於光線和攝像頭擺放位置的原因而造成的顏色差別問題，使照片中的光線和顏色恢復至自然光狀態，標準校正單元則用於根據預設的基準色數據和本次識別的基準色數據進行比較，將基準色色值數據校正至預設值，且計算出校正係數，根據該校正係數將圖片中檢測溶液的色值校正至實際值；數據分析單元則根據校正之後所得到的檢測溶液的實際色值，並參照甲醛吸收反應時間與標準資料庫進行比對查詢，得到相對應的空氣中甲醛濃度數值；數據輸出單元則將上述檢測到的甲醛濃度數值進行輸出，最後在顯示單元中進行直觀顯示。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發明結構所作的舉例說明。凡依據本發明專利構思所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括於本發明專利的保護範圍內。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，只要不偏離本發明的結構或者超越本權利要求書所定義的範圍，均應屬於本發明的保護範圍。