CN100489498C

CN100489498C - 多参数空气质量快速测定仪

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Publication number: CN100489498C
Application number: CNB2005101328391A
Authority: CN
Inventors: 于爱民; 王振德
Original assignee: CHANGCHUN JIAA SMALL SWAN INSTRUMENT Co Ltd
Current assignee: CHANGCHUN JIAA SMALL SWAN INSTRUMENT Co Ltd
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: CN1991337A

Abstract

一种多参数空气质量快速测定仪，它包括机壳、比色池固定环、气泡吸收管、气泡吸收管支架、吸收比色管、进气口、出气口以及置于机壳外表面的管道式气体流量调节阀、液晶显示模块、流量计、多个按键、电源开关，置于机壳内部的气体采样泵、比色池、比色瓶、光源/单色器、光电检测器、微处理器及相关电路系统。本发明可以快速采集及测定空气中甲醛、氨、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、一氧化碳、二氧化碳、总挥发性有机化合物(TVOC)、可吸入颗粒PM10、硝基苯和厂矿企业生产车间及其作业场合空气中的有毒有害气体。

Description

多参数空气质量快速测定仪

技术领域

本发明涉及一种便携式分析仪器，具体涉及一种用于快速采集及检测空气中多种有毒有害气体的检测仪器。

背景技术

早在80年代初期国外发达国家对室内空气质量进行了一系列研究，世界卫生组织研究表明，一些大厦的室内空气比起户外空气污染要严重十至百倍以上，大约有2000种以上的有害物质会构成对室内空气的污染，进入90年代以后，科学家和环境工作者以极大的热情来广泛关注研究解决室内空气污染问题。自1992年以来，已有30多次以“室内空气品质((IAQ)”为主题的国际性会议在美国召开。

经过大量的实验研究表明，室内污染的总浓度高于室外污染浓度的2～5倍。另外，据统计现代人平均有80～90％的时间在室内度过，室内空气质量的好坏对人们的身体健康有非常重要的影响。有鉴于此，研究不同条件下室内环境主要污染物的释放、转化规律，从而提出控制并减少民用建筑工程室内环境污染，改善空气质量的方法具有重大的社会和经济效益。

我国对室内空气质量的研究较晚，但随着现代化、城市化进程的加快和人民生活水平的提高，城乡建设和国民经济迅猛发展，各地区危旧房屋改造的加速，居民住宅楼、写字楼、宾馆、饭店不断增多，这些新建筑物均需要装修。然而，许多装修人员及居民并不十分了解所用装修材料的性能、特点及装修装饰后给人们带来的诸多健康问题。如国际上称之为的“不良健康综合症”(或称之为“病态建筑综合症”)。目前在我国也出现了。其原因是在通风不良的情况下，在多种因素的联合作用下所致的人群非特异症候群，主要表现为眼、鼻、咽和皮肤的刺激症，咳嗽胸闷、疲劳和工作效率下降，但离开工作场所和建筑物后，这些症状立即消失。由厂矿企业生产和室内装修装饰带来的健康问题已引起党中央和国务院的关心。中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和建设部于2001年11月26日联合发布了《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325-2001)。卫生部和国家环保总局也制定了相应的《室内空气质量标准》。为了改善厂矿企业的劳动条件，保护作业工人的健康，满足各级卫生监督机构在监测工作中的需要，1996年12月国家发布了劳动卫生国家标准GB/6182-16250/1996和车间空气监测检验方法GB/16008-16123/1995。

如何判断厂矿企业车间和装修后室内环境空气是否达到卫生标准，必须用相应的卫生标准检验方法及质量可靠的检测仪器进行现场监测，这样才能提供具有法律依据的检测数据。

对于空气中甲醛、氨、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、一氧化碳、二氧化碳、总挥发性有机化合物(TVOC)、可吸入颗粒(PM10)、和厂矿企业生产车间及其作业场合空气中有毒有害气体污染物的定量检测，国内外大都采用分光光度法和电化学方法。我国已制定了检测上述化学品的国标方法即—分光光度法。采用电化学方法检测上述化学品的仪器种类较少，目前尚不符合我国标准方法，检测数据不能作为法律依据。由于电化学仪器采用“点测量”方式，一个房间必须采用多点检测，然后计算统计结果，对不同房间不同地点检测时，检测结果差异很大，精密度差，不具有代表性，特别在室内存在挥发性有机物时，对测定有很大干扰。另外，电化学仪器作为消耗品的传感器使用寿命平均为2年左右，换一个传感器价格为整机价格的1/3左右。后期费用很高。国标分光光度法只能在具有专门知识的技术人员和有资质的实验室条件下进行，每个检测项目分析速度大约在3-4小时以上，由于检测速度慢，不能满足快速检测。

本发明的发明多参数空气质量快速测定仪，完全符合我国国家标准方法，克服了国标分光光度法和电化学方法的局限性，具备准确、快速、可靠、价格低等优良特点，可快速实现对上述化学品快速定量测定。迄今为止，尚未见与本发明相同的用于多参数空气质量快速测定仪器的报导。

发明内容

本发明的目的是提供一种准确、快速、采集及检测空气中甲醛、氨、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、硝基苯、一氧化碳、二氧化碳、总挥发性有机化合物(TVOC)、可吸入颗粒(PM10)、苯乙烯和厂矿企业生产车间及其作业场所空气中(叠氮酸和叠氮化钠、甲醇、二异氰酸甲苯酯、氧化镁、二月桂酸二丁基锡、杀螟松、硝化甘油、乙胺、邻苯二甲酸酐、肼、一甲基肼、二甲基肼、钨、三次甲基硝基胺、铅、汞、氧化锌、锰、铍、甲醇、三氧化铬、铬酸盐、重铬酸盐、硫化氢、二氧化氮碳、氯气、氧化氮、氰化氢和氢氰酸盐、三氧化二砷和五氧化二砷、砷化氢、五氧化二磷、磷化氢、酚、苯胺、氯化苦、钼、钨和碳化钨、五氧化二钒、锆、氯化氢定量和盐酸、—硝基氯苯、二硝基氯苯、吡啶、碘甲烷、光气、乐果等)有毒有害气体污染物的便携式仪器。

为实现上述目的，本发明采用以下设计方案：

本发明的多参数空气质量快速测定仪，在一机壳中，组装有比色池、采样泵、以及分别连接比色池和采样泵的电路板和管线；所述机壳的前表面设置显示测定结果的液晶显示屏、显示采样泵气流量的流量计、多个按键开关、以及用以调节采样泵流量的管道式气体流量调节阀；机壳侧面设置有电源总开关；机壳顶端设置有比色池的通孔、采样泵的出气口和进气口；机壳侧边，通过一气泡吸收管支架组装一气泡吸收管。

上述多参数空气质量快速测定仪中，所述支架设孔洞套接进气口和出气口，所述支架的立板抵靠在壳体的侧面，所述气泡吸收管固定在气泡吸收管支架中的固定孔处。

上述多参数空气质量快速测定仪中，一吸收比色管通过一弹簧夹和气泡吸收管连接在一起。

上述多参数空气质量快速测定仪中，所述管道式气体流量调节阀设一带外螺纹的的调节旋钮和一调节件，调节件有通过两支撑板固定的两连接板，在两连接板之间有一可在两支撑板上活动的调节板，调节旋钮的杆部穿过连接板中间带内螺纹的孔洞，底端与调节板连接，所述采样泵的流量管穿设在连接板和调节板中间；流量调节阀的调节旋钮的杆部设锁紧旋钮；流量调节阀的两支撑板上设两螺孔，通过该螺孔内螺纹与仪器机壳前面板固定。

上述多参数空气质量快速测定仪中，气泡吸收管的出气口通过硅橡胶管连接到采样泵进气口，采样泵连通流量计后连通出气口。

上述多参数空气质量快速测定仪中，所述比色池包括下部棱柱状的比色池体、从上至下贯通的比色通道、以及置于比色池上部的比色池固定环，在比色池体一棱面设超高亮发光二极管光源，而在相对棱面水平相对处，设光电传感器。

上述多参数空气质量快速测定仪中，所述比色通道中装设比色瓶，比色瓶上半部为圆柱体，下半部为长方体，长方体侧面与比色池棱面上的发光二极管光源和光电传感器相对应，所述比色瓶的外围尺寸与所述比色通道的内部尺寸相匹配；比色瓶上设密封盖，该密封盖的下部设一突起，对应的在比色池体上部设有一卡口。

本发明多参数空气质量快速测定仪的显著特点是：

1、仪器以比色分析方法为基础，使操作简便，检测结果直观性好。

2、液晶时时显示采样气体总量，人机交互式操作。

3、流量计显示气体采样流量，操作简单。

4、仪器中气泡吸收管和吸收比色管采用可拆卸式弹簧夹连接，保证仪器操作简便。

5、管道式气体流量调节阀为流量计控制旋钮，通过挤压硅橡胶管来控制流量计流量。

6、体积小、重量轻、采样、测量为一体化设计，使用方便。

本发明为检测有毒有害气体含量的快速检测仪器。

附图说明

图1为本发明外部结构示意图。

图2为本发明流量计管结构示意图。

图3为本发明管道式气体流量调节阀结构示意图。

图4为本发明气泡吸收管支架结构示意图。

图5为本发明比色池结构示意图。

具体实施方式

本发明提供的多参数空气质量快速测定仪包括一气体样品采集部分和一比色测定部分：机壳、比色池固定环、气泡吸收管、气泡吸收管支架、吸收比色管、进气口、出气口以及置于机壳外表面的管道式气体流量调节阀、液晶显示模块、流量计、多个按键、电源开关。置于机壳内部的气体采样泵、比色池、比色瓶、光源/单色器、光电检测器、微处理器及相关电路系统。上述多参数空气质量快速测定仪中，所述气泡吸收管下端接吸收比色管，连接处为磨口连接。气泡吸收管侧面分支与进气口连接，进气口与机壳内部的气体采样泵相连通，气体采样泵排气端与仪器外部出气口相连。气体采样泵为吸气工作方式，气体采样泵工作时，采样气体在此回路流通。所述吸收比色管，为外磨口玻璃管，管中装有经前处理后的化学试剂，工作时，与采样气体反应。所述管道式气体流量调节阀为流量计控制旋钮，通过它来控制流量计流量。所述流量计为玻璃流量计，用它来校正采样气体流量，并由液晶时时显示采样气体总量。

本发明提出的多参数空气质量快速测定仪中，检测装置是基于被测样品中待测物质与显示剂反应生成有色化合物，此化合物对可见光选择性吸收的原理而建立的比色分析装置。比如空气中甲醛检测采用酚试剂比色法，空气中氨检测采用纳氏试剂比色法，空气中二氧化硫检测采用盐酸付玫瑰苯胺比色法，空气中臭氧检测采用靛蓝二磺酸钠比色法。本发明还适用于用比色法快速测定空气中有毒有害化学品，包括叠氮酸和叠氮化钠、甲醇、二异氰酸甲苯酯、氧化镁、二月桂酸二丁基锡、杀螟松、硝化甘油、乙胺、邻苯二甲酸酐、肼、一甲基肼、二甲基肼、钨、三次甲基硝基胺、铅、汞、氧化锌、锰、铍、甲醇、三氧化铬、铬酸盐、重铬酸盐、硫化氢、二氧化氮碳、氯气、氧化氮、氰化氢和氢氰酸盐、三氧化二砷和五氧化二砷、砷化氢、五氧化二磷、磷化氢、酚、苯胺、氯化苦、一氧化碳、二氧化碳、总挥发性有机化合物(TVOC)、可吸入颗粒(PM10)、硝基苯、钼、钨和碳化钨、五氧化二钒、锆、氯化氢、一硝基氯苯、二硝基氯苯、吡啶、碘甲烷、光气、乐果等。

其中，气体样品采集通过大气采样器和气泡吸收管完成。

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

本发明的多参数空气质量快速测定仪的具体实施方式如图1至图5所示，本实施例中，参见图1，在一机壳中，组装有比色池1、采样泵、以及分别连接比色池1和采样泵的电路板和管线；机壳的前表面设置显示测定结果的液晶显示屏2、显示采样泵气流量的流量计3、多个按键4、以及用以调节采样泵流量的管道式气体流量调节阀5；机壳侧面设置有电源总开关6；机壳顶端设置有比色池1的通孔、采样泵的出气口12和进气口11；机壳侧边，通过一气泡吸收管支架9组装一气泡吸收管10，请结合图4所示，所述支架9设孔洞64套接进气口11、通过孔洞63套接出气口12，由立板61抵靠在壳体的侧面而固定，而气泡吸收管10固定在气泡吸收管支架9中的固定孔62处；另外，吸收比色管7通过一弹簧夹8和气泡吸收管10连接在一起。

仪器中气体采样泵工作时，气体采样情况通过流量计3显示出来，参见图2为流量计3的示意图，其中有一流量计浮子23和流量位置刻度线21、22，在标准采样量时，浮子23应在刻度线21于22中间，流量计3的流速由管道式气体流量调节阀5控制。如图3所示，管道式气体流量调节阀5设一带外螺纹的的调节旋钮31和一调节件，调节件有通过两支撑板35固定的两连接板33和36，在两连接板33和36之间有一可在两支撑板35上活动的调节板，调节旋钮31的杆部穿过连接板33中间带内螺纹的孔洞，底端与调节板34连接，将采样泵上的硅橡胶管流量管在36与34中间通过，随着调节旋钮31的旋进与旋出，流量管的流量将随着变化。流量调节阀5上，还在调节旋钮31的杆部设锁紧旋钮32，当流量调整准确后，锁紧32旋钮，流量就确定下来。流量调节阀5的两支撑板35上靠近连接板33处设两螺孔37，通过该螺孔37内螺纹与仪器机壳前面板固定。

气泡吸收管10的出气口通过硅橡胶管连接到采样泵进气口11，采样泵连通流量计3后连通出气口12。

本发明中所用比色装置参见图5、5-1、和5-2。比色池1(参见图5)包括下部棱柱状的比色池体81、从上至下贯通的比色通道85、以及置于比色池81上部的比色池固定环83。在比色池体81一棱面设超高亮发光二极管光源86，而在相对棱面水平相对处，设集成光电传感器82，超高亮发光二极管光源86既做光源又做单色器，随着检测物质的不同，选择不同波长的超高亮发光二极管。它的生产厂家为日本的日亚和丰田公司，波长分别为360nm、370nm、380nm、390nm、400nm、405nm、408nm、410nm、412nm、420nm、430nm、440nm、450nm、460nm、470nm、480nm、490nm、500nm、510nm、520nm、530nm、540nm、550nm、560nm、570nm、580nm、590nm、600nm、610nm、620nm、630nm、640nm、650nm、660nm、830nm、860nm、910nm、925nm、940nm、950nm、960nm、980nm、1006nm、1025nm，亮度参数必须在1000mcd以上，可采用连续或脉冲方式供电；集成光电传感器82用以响应来自光源86的光信号并将其转换成电信号传送给微处理器，集成光电传感器82型号分别为TSL201、TSL202、TSL203、TSL204、TSL205、TSL206、TSL207、TSL208、TSL209、TSL230、TSL235、TSL245、TSL250、TSL251、TSL252、TSL253、TSK254、TSL255、TSL256、TSL257、TSL258、TSL259、TSL260，其主要参数即光谱响应为350～1000nm；微处理器为飞利浦公司生产，型号分别为P51、P52系列，检测信号通过电路处理后，分析结果由液晶显示出来。

该比色池1的比色池体81上端具有外螺纹，比色池固定环83具有内螺纹，比色池1从机壳上端穿出后用比色池固定环83螺紧从而使比色池1和仪器外壳锁定。

比色系统中所用比色瓶88的结构由图5-2示出，它的上半部881为圆柱体，下半部882为长方体，长方体882侧面与比色池1侧面82、86相对应。比色瓶插入比色池1的比色通道85中，比色通道85的内部尺寸与比色瓶外围尺寸相配合。比色瓶88上可设密封盖87(参见图5-1)，该密封盖87的下部设一突起871，对应的在比色池体81设有一卡口84(参见图5)。测试中，将比色瓶88放在比色池1的比色通道85中，盖上密封盖87，此时，卡口84与密封盖87的突起871配合锁定，以防止比色瓶中的待测样品被污染或不小心溅出。

以下结合具体操作来介绍本发明多参数空气质量快速测定仪的使用方法。

将调试好的室内空气质量快速测定仪放置在距地面0.5-1.5米高度(国标高度)，可以通过放在三脚架等方式来实现。将按检测要求调配完毕的试剂注入吸收比色管7中，然后用弹簧夹8将吸收比色管7和气泡吸收管10连接在一起，打开电源总开关6，启动采样泵，采集的气体样品进入吸收比色管7中，达到采样要求后，将吸收比色管7取下，将采集到的样品液体注入比色瓶88中。按检测要求将显色试剂注入比色瓶88中，然后将装有空白溶液的比色瓶88放入比色池中按“调零键”，仪器显示“0.000”，取下空白比色瓶，再将装有样品溶液的比色瓶放入比色池中，按“浓度键”，检测结果通过液晶显示出来。

Claims

1、一种多参数空气质量快速测定仪，其特征在于，在一机壳中，组装有比色池、采样泵、以及分别连接比色池和采样泵的电路板和管线；所述机壳的前表面设置显示测定结果的液晶显示屏、显示采样泵气流量的流量计、多个按键开关、以及用以调节采样泵流量的管道式气体流量调节阀；机壳侧面设置有电源总开关；机壳顶端设置有比色池的通孔、采样泵的出气口和进气口；机壳侧边，通过一气泡吸收管支架组装一气泡吸收管；

所述支架设孔洞套接进气口和出气口，所述支架的立板抵靠在壳体的侧面，所述气泡吸收管固定在气泡吸收管支架中的固定孔处。

2、如权利要求1所述多参数空气质量快速测定仪，其特征在于，一吸收比色管通过一弹簧夹和气泡吸收管连接在一起。

3、如权利要求1所述多参数空气质量快速测定仪，其特征在于，所述管道式气体流量调节阀设一带外螺纹的的调节旋钮和一调节件，调节件有通过两支撑板固定的两连接板，在两连接板之间有一可在两支撑板上活动的调节板，调节旋钮的杆部穿过连接板中间带内螺纹的孔洞，底端与调节板连接，所述采样泵的流量管穿设在连接板和调节板中间；流量调节阀的调节旋钮的杆部设锁紧旋钮；流量调节阀的两支撑板上设两螺孔，通过该螺孔内螺纹与仪器机壳前面板固定。

4、如权利要求2所述多参数空气质量快速测定仪，其特征在于，所述管道式气体流量调节阀设一带外螺纹的的调节旋钮和一调节件，调节件有通过两支撑板固定的两连接板，在两连接板之间有一可在两支撑板上活动的调节板，调节旋钮的杆部穿过连接板中间带内螺纹的孔洞，底端与调节板连接，所述采样泵的流量管穿设在连接板和调节板中间；流量调节阀的调节旋钮的杆部设锁紧旋钮；流量调节阀的两支撑板上设两螺孔，通过该螺孔内螺纹与仪器机壳前面板固定。

5、如权利要求1或4所述多参数空气质量快速测定仪，其特征在于，气泡吸收管的出气口通过硅橡胶管连接到采样泵进气口，采样泵连通流量计后连通出气口。

6、如权利要求2所述多参数空气质量快速测定仪，其特征在于，气泡吸收管的出气口通过硅橡胶管连接到采样泵进气口，采样泵连通流量计后连通出气口。

7、如权利要求3所述多参数空气质量快速测定仪，其特征在于，气泡吸收管的出气口通过硅橡胶管连接到采样泵进气口，采样泵连通流量计后连通出气口。

8、如权利要求1所述多参数空气质量快速测定仪，其特征在于，所述比色池包括下部棱柱状的比色池体、从上至下贯通的比色通道、以及置于比色池上部的比色池固定环，在比色池体一棱面设超高亮发光二极管光源，而在相对棱面水平相对处，设光电传感器。

9、如权利要求8所述多参数空气质量快速测定仪，其特征在于，所述比色通道中装设比色瓶，比色瓶上半部为圆柱体，下半部为长方体，长方体侧面与比色池棱面上的发光二极管光源和光电传感器相对应，所述比色瓶的外围尺寸与所述比色通道的内部尺寸相匹配；比色瓶上设密封盖，该密封盖的下部设一突起，对应的在比色池体上部设有一卡口。