CN103149202A - 一种便携式甲醛浓度检测装置及方法 - Google Patents

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王澄
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Abstract

本发明公开了一种便携式甲醛浓度检测装置，包括吸气风扇，用于吸收待检测的空气；透明容器，用于盛放酚试剂溶液，空气中的甲醛和酚试剂溶液反应生成嗪；光传感器，所述光传感器为两枚；LED，为所述光传感器检测溶液颜色提供光照；微处理器，处理所述光传感器传递的电压信号；显示器，用于显示甲醛浓度的数值。另外还提供了一种使用上述装置的甲醛浓度检测方法。本发明的有益效果在于：能够精确快速的推算出一定体积空气中的甲醛浓度，且比较便携。

Description

一种便携式甲醛浓度检测装置及方法
技术领域
本发明涉及有害气体检测的技术领域，具体涉及一种便携式甲醛浓度检测装置及方法。
背景技术
甲醛（HCHO）在常温下是一种无色，有刺激性气味的气体，易溶于水、醇和醚。甲醛对人的眼睛、呼吸系统、神经系统等均有强烈危害，长时间接触会导致组织畸变并引起癌变，因此它是一种潜在的危险致癌物和重要的环境污染物，对人体严重有害。
目前甲醛的国标检测方法主要有化学法和仪器法两大类。化学方法主要有酚试剂法、乙酰丙酮法、变色酸法、盐酸副玫瑰苯胺法等。仪器法主要包括气相色谱法、离子色谱法、示波极谱测定法等。这些方法拥有各自的优点，总体上都满足确定度高，测量范围广的要求。但是这些方法均是属于离线检测，也就是将气体样品采集回实验室后进行分析；所以按照上述方法进行检测周期长、成本高、步骤繁琐，不能在待检测的现场直接进行，无法实时地反映室内空气甲醛的污染程度及满足现场大批测点的监测需要。
现有的空气甲醛自测盒价格便宜，操作简单，但是误差大，由于肉眼判断颜色的差异较大，因此不能完全真实的反应出实际的甲醛含量；便携检测仪检测精度高，但价格昂贵，不适合大众消费市场。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种便携式甲醛浓度检测装置及方法，能够快速、精确、便携的测量空气中的甲醛浓度。
    为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种便携式甲醛浓度检测装置，包括：
吸气风扇，用于吸收待检测的空气；
透明容器，用于盛放酚试剂溶液，空气中的甲醛和酚试剂溶液反应生成嗪，在高铁离子的存在下氧化反应生成蓝绿色化合物，溶液颜色发生变化；
光传感器，所述光传感器为两枚，一枚用于检测反应后溶液颜色的反射光，转化为电压信号，一枚起参考作用；
LED，为所述光传感器检测溶液颜色提供光照；
镜片，溶液颜色的反射光通过所述镜片聚光后直射到检测用光传感器中；
反射镜，反射所述LED光照给所述起参考作用的光传感器，所述起参考作用的光传感器产生参考电压信号；
微处理器，处理所述两枚光传感器传递的电压信号，比对所述两枚光传感器传递的电压信号，推算出嗪的含量，再换算得知空气中甲醛浓度的含量；
显示器，用于显示甲醛浓度的数值，所述显示器显示1-4位的数值。
优选地，所述装置还包括：
排气管，用于排出甲醛以外的气体。
优选地，所述吸气风扇通过微处理器设定转动时间，控制吸风量。
优选地，所述显示器为7段显示器或液晶屏显示器。
优选地，所述装置还包括：
电源设备，所述电源设备为干电池或内置锂电池外接充电器，用于为所述装置提供电源。
    一种甲醛浓度检测方法，通过所述的甲醛浓度检测装置完成，包括以下步骤：
通过微处理器设定吸气风扇的转动时间，控制吸风量，吸气风扇吸收一定体积的待检测空气；
空气中的甲醛和透明容器中的酚试剂溶液反应生成嗪，在高铁离子的存在下氧化反应生成蓝绿色化合物，溶液颜色发生变化；
LED提供光照，检测用光传感器通过镜片检测化学反应后溶液颜色的反射光，转化为电压信号，参照用光传感器通过反射镜接收LED光照产生参考电压信号；
微处理器处理两枚光传感器传递的电压信号，比对电压信号，推算出嗪的含量，再换算得知空气中甲醛浓度的含量，并将该数值通过显示器显示；
排气管排出空气中甲醛以外的气体。
采用以上技术方案的有益效果是：由于通过微处理器设定了吸气风扇的转动时间，能严格控制吸入的空气体积，且通过微处理器来比对光传感器传递的电压信号，推算出甲醛浓度，从而能够精确的推算出该体积空气中的甲醛浓度，并通过显示器显示甲醛浓度数值；由于甲醛和酚试剂反应产生颜色变化，颜色的深浅与甲醛含量成正比，反应迅速，能快速测量出甲醛浓度；由于设有电源设备，启动装置开关后在任何场所都能测量空气中的甲醛浓度，不必将气体样品采集带回实验室分析，这样比较便携。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种便携式甲醛浓度检测装置的结构示意图。
图2为本发明一种便携式甲醛浓度检测装置的俯视图。
图3为本发明一种便携式甲醛浓度检测装置的结构框图。
图4为本发明一种便携式甲醛浓度检测装置的光强度测定结构示意图。
图5为本发明一种甲醛浓度检测方法的步骤流程图。
图中数字所表示的相应部件名称：
1、排气管 2、透明容器 3、吸气风扇 4、电气回路部 5、参照用光传感器 6、反射镜 7、测试样品 8、镜片 9、测试用光传感器  10、LED。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1至图4所示，本实施例中的便携式甲醛浓度检测装置，包括：吸气风扇3，用于吸收待检测的空气；透明容器2，用于盛放酚试剂溶液，该溶液由酚试剂、硫酸铁铵和水按一定比例配比，空气中的甲醛和酚试剂溶液反应生成嗪，在高铁离子的存在下氧化反应生成蓝绿色化合物，溶液颜色发生变化；镜片8，溶液颜色的反射光通过镜片8聚光后直射到检测用光传感器中；LED10，为两枚光传感器检测溶液颜色提供光照；两枚光传感器，分别为参照用光传感器5和测试用光传感器9，测试用光传感器9用于测定当前溶液的颜色，参照用光传感器5起参考作用，测试用光传感器9通过镜片8检测化学反应后溶液颜色的反射光，产生电流信号，通过放大器再转化为电压信号，参照用光传感器5通过反射镜6接收LED10光照产生电流信号，通过放大器再转化为参考电压信号；排气管1，用于排出甲醛以外的气体；电气回路部4，电气回路部4内设有微处理器、显示器和电源设备，所述电源设备为干电池，干电池为甲醛浓度检测装置提供电源，显示器为7段显示器，能显示1-4位的数值，微处理器控制吸气风扇3的转动时间，控制吸风量，吸气风扇3吸收一定体积的待检测空气，微处理器还提供LED10的启动信号，处理两枚光传感器传递的电压信号，比对测试用光传感器9和参照用光传感器5的电压信号，推算出嗪的含量，再换算得知空气中甲醛浓度的含量，并将该数值通过7段显示器显示。
下面介绍本装置的具体工作原理：
启动按键开关，甲醛浓度检测装置开始工作，通过微处理器设定吸气风扇3的转动时间，控制吸风量，吸气风扇3吸收一定体积的待检测空气，测试样品7中的甲醛和透明容器2中的酚试剂溶液反应生成嗪，在高铁离子的存在下氧化反应生成蓝绿色化合物，溶液颜色发生变化，LED10提供红光光照，波长范围在600-640nm，照射溶液，溶液颜色的反射光通过镜片8聚光后直射到测试用光传感器9中，产生电流信号，电流信号通过放大器转化为电压信号，参照用光传感器5通过反射镜6接收LED10光照，产生电流信号，电流信号通过放大器转化为参考电压信号，微处理器处理两枚光传感器传递的电压信号，比对测试用光传感器9和参照用光传感器5的电压信号，推算出嗪的含量，再换算得知空气中甲醛浓度的含量，并将该数值通过7段显示器显示，如数值显示0.808，表示该体积空气中的甲醛含量为0.808mg/m3,测试完毕，排气管1排出空气中甲醛以外的气体。
本实施例的甲醛浓度检测方法是通过上述的便携式甲醛浓度甲醛装置完成的，如图5所示，该甲醛浓度检测方法包括以下步骤：
S1.通过微处理器设定吸气风扇的转动时间，控制吸风量，吸气风扇吸收一定体积的待检测空气；
S2.空气中的甲醛和透明容器中的酚试剂溶液反应生成嗪，在高铁离子的存在下氧化反应生成蓝绿色化合物，溶液颜色发生变化；
S3.LED提供光照，检测用光传感器通过镜片检测化学反应后溶液颜色的反射光，转化为电压信号，参照用光传感器通过反射镜接收LED光照产生参考电压信号；
S4.微处理器处理两枚光传感器传递的电压信号，比对电压信号，推算出嗪的含量，再换算得知空气中甲醛浓度的含量，并将该数值通过显示器显示；
S5.排气管排出空气中甲醛以外的气体。
实施例2
其余与实施例1相同，不同之处在于，所述的电源设备也可以为内置锂电池外接充电器的方式，给甲醛浓度检测装置提供电源。
实施例3
其余与实施例1相同，不同之处在于，所述的显示器为液晶屏显示器。
由于通过微处理器设定了吸气风扇的转动时间，能严格控制吸入的空气体积，且通过微处理器来比对光传感器传递的电压信号，推算出甲醛浓度，从而能够精确的推算出该体积空气中的甲醛浓度，并通过显示器显示甲醛浓度数值；由于甲醛和酚试剂反应产生颜色变化，颜色的深浅与甲醛含量成正比，反应迅速，能快速测量出甲醛浓度；由于设有电源设备，启动装置开关后在任何场所都能测量空气中的甲醛浓度，不必将气体样品采集带回实验室分析，这样比较便携。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种便携式甲醛浓度检测装置，其特征在于，包括：
吸气风扇，用于吸收待检测的空气；
透明容器，用于盛放酚试剂溶液，空气中的甲醛和酚试剂溶液反应生成嗪，在高铁离子的存在下氧化反应生成蓝绿色化合物，溶液颜色发生变化；
光传感器，所述光传感器为两枚，一枚用于检测反应后溶液颜色的反射光，转化为电压信号，一枚起参考作用；
LED，为所述光传感器检测溶液颜色提供光照；
镜片，溶液颜色的反射光通过所述镜片聚光后直射到检测用光传感器中；
反射镜，反射所述LED光照给所述起参考作用的光传感器，所述起参考作用的光传感器产生参考电压信号；
微处理器，处理所述两枚光传感器传递的电压信号，比对所述两枚光传感器传递的电压信号，推算出嗪的含量，再换算得知空气中甲醛浓度的含量；
显示器，用于显示甲醛浓度的数值，所述显示器显示1-4位的数值。
2.根据权利要求1所述的便携式甲醛浓度检测装置，其特征在于，还包括排气管，用于排出甲醛以外的气体。
3.根据权利要求1所述的便携式甲醛浓度检测装置，其特征在于，所述吸气风扇通过微处理器设定转动时间，控制吸风量。
4.根据权利要求1所述的便携式甲醛浓度检测装置，其特征在于，所述显示器为7段显示器或液晶屏显示器。
5.根据权利要求1-4任一所述的便携式甲醛浓度检测装置，其特征在于，所述装置还包括：
电源设备，所述电源设备为干电池或内置锂电池外接充电器，用于为所述装置提供电源。
6.一种甲醛浓度检测方法，通过权利要求1-4任一所述的甲醛浓度检测装置完成，其特征在于，包括以下步骤：
通过微处理器设定吸气风扇的转动时间，控制吸风量，吸气风扇吸收一定体积的待检测空气；
空气中的甲醛和透明容器中的酚试剂溶液反应生成嗪，在高铁离子的存在下氧化反应生成蓝绿色化合物，溶液颜色发生变化；
LED提供光照，检测用光传感器通过镜片检测化学反应后溶液颜色的反射光，转化为电压信号，参照用光传感器通过反射镜接收LED光照产生参考电压信号；
微处理器处理两枚光传感器传递的电压信号，比对电压信号，推算出嗪的含量，再换算得知空气中甲醛浓度的含量，并将该数值通过显示器显示；
排气管排出空气中甲醛以外的气体。
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