CN105259166B - 甲醛检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种甲醛检测装置及检测方法。甲醛检测装置包括甲醛吸收模块、甲醛分离采样模块和检测模块；所述甲醛吸收模块包括第一管体、进液管和第一吸水性填充体；所述甲醛分离采样模块包括第二管体、导入管和第二吸水性填充体；所述检测模块包括蔽光壳体、反应床和光电传感器。实现提高甲醛检测装置的灵敏度和相应速度，以提高甲醛的检测精度和效率。

Description

甲醛检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种气体检测装置，尤其涉及一种甲醛检测装置及检测方法。

背景技术

甲醛是一种无色气体，有特殊的刺激气味，对人眼及呼吸道系统具有刺激作用。长期在含有甲醛的环境中生活，会对人体产生极大的危害，因此甲醛浓度的准确测量具有重要的意义。现有技术中的甲醛气体的测量主要采用分光光度法、电化学法及色谱法等，但是，上述方法检测灵敏度较低，并且，检测响应速度较慢且无法实时获取空气中甲醛的含量。因此，如何设计一种灵敏度高、响应速度快的甲醛气体检测设备是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种甲醛检测装置及检测方法，实现提高甲醛检测装置的灵敏度和相应速度，以提高甲醛的检测精度和效率。

本发明提供的技术方案是，一种甲醛检测装置，包括甲醛吸收模块、甲醛分离采样模块和检测模块；所述甲醛吸收模块包括第一管体、进液管和第一吸水性填充体，所述第一管体的上端部设置有进液口和进气口，所述第一管体的下端部设置有气液排出口，所述第一吸水性填充体设置在所述第一管体中并靠近所述气液排出口，所述进液管通过所述进液口伸入到所述第一管体中并插在所述填充体中；所述甲醛分离采样模块包括第二管体、导入管和第二吸水性填充体，所述第二管体的上端部设置有气液进入口和排气口，所述第二管体的下部由上至下设置有溢流口和采样口，所述第二管体在所述溢流口和所述采样口之间形成有聚液区，所述第二吸水性填充体填充在所述聚液区中，所述导入管通过所述气液进入口伸入到所述第二管体中，所述导入管的下端口为封闭结构并位于所述第二吸水性填充体上方，所述导入管的下端部侧壁开设有多个通孔；所述检测模块包括蔽光壳体、反应床和光电传感器，所述反应床位于所述蔽光壳体中，所述反应床中还设置有反应流道，所述蔽光壳体还设置有观察窗，所述观察窗中设置有所述光电传感器，所述光电传感器与所述反应床相对设置，所述蔽光壳体还设置有与所述反应流道连通的进样口、试剂口和排液口；所述进液管通过第一蠕动泵连接有用于盛放甲醛吸收液的第一容器，所述进气口连接有过滤器，所述气液排出口与所述导入管连接，所述排气口连接有真空泵，所述溢流口连接有废液收集器，所述采样口通过第二蠕动泵连接所述进样口，所述试剂口通过第三蠕动泵连接有用于盛放与甲醛进行化学发光反应的反应试剂的第二容器，所述排液口连接所述废液收集器。

进一步的，所述反应床包括第一透明板和第二透明板，所述第一透明板上形成有流道凹槽，所述第一透明板和所述第二透明板密封贴合在一起，所述流道凹槽与所述第二透明板形成所述反应流道。

进一步的，所述流道凹槽包括条形槽和多圈同心设置的开口环形槽，所述条形槽与位于最内圈的所述开口环形槽连通，相邻两圈所述开口环形槽依次连接。

进一步的，所述第一管体的下部形成有漏斗状腔体，所述漏斗状腔体位于所述第一吸水性填充体和所述气液排出口之间。

进一步的，所述聚液区的截面为漏斗形结构。

进一步的，所述第一吸水性填充体和所述第二吸水性填充体为超细纤维填充物。

本发明还提供一种甲醛检测方法，采用上述甲醛检测装置，具体步骤包括：

步骤1、通过真空泵将外界的空气吸入到第一管体中，同时，第一蠕动泵将甲醛吸收液注入到第一管体中，甲醛吸收液在第一吸水性填充体中扩散并与空气充分接触，空气中的甲醛溶解进入甲醛吸收液中形成甲醛溶液，第一吸水性填充体中形成的甲醛溶液在重力作用下流到第一管体的底部，甲醛溶液连同第一管体中的空气通过气液排出口一起输送到导入管中；

步骤2、甲醛溶液经过导入管下部的通孔排入到第二管体中，同时，从第一管体进入到第二管体中的空气将通过第二管体上部的排气口排出完成实现气液分离，甲醛溶液汇集在聚液区中；

步骤3、第二蠕动泵通过采样口将甲醛溶液输入到反应流道中，同时，第三蠕动泵将第二容器中与甲醛进行化学发光反应的反应试剂输入到反应流道中，甲醛溶液与反应试剂进行化学发光反应；

步骤4、光电传感器检测化学发光信号的强度，并将检测的信号传输给计算机计算出空气中甲醛气体的实际浓度。

本发明提供的甲醛检测装置及检测方法，基于甲醛溶液与甲醛化学发光检反应试剂之间的液相化学发光原理，具有极高的检测灵敏度与选择性，利用甲醛吸收模块可以使得空气中的甲醛充分被甲醛吸收液溶解吸收，甲醛吸收模块中的第一吸水性填充体有利于甲醛吸收液的充分扩散，形成最大化的液膜表面积，使得在使用极小量吸收液的前提下保证了甲醛气体的充分吸收，极大提高了甲醛气体吸收效率与甲醛溶液的实时性，提高了检测灵敏度；甲醛分离采样模块通过导入管下端侧壁的通孔喷出甲醛溶液和气体的混合物，混合物喷向第二管体的管壁，气体将朝向上方的排气口吸排出，而甲醛溶液汇集在第二管体的下部的聚液区实现气液分离，可以有效防止气流对下端所聚集甲醛液体进行吹扫而影响检测，而在重力的作用下聚集在聚液区内的甲醛溶液被第二吸水性填充体有效的吸附，第二吸水性填充体具有聚液作用且极大减弱了气流对积液的影响，同时过多的甲醛溶液将从溢流口排出，这种结构既能保证第二管体随时存有一定量的溶液，保证后端检测系统中甲醛溶液的供给并防止在液路管路中出现气泡，又防止了甲醛溶液在第二管体内过多累积造成采样检测滞后，聚液区内的第二吸水性填充体极大降低了聚液区的储液容积，进一步降低了甲醛溶液采样的滞后时间，提高了检测系统的实时性，使得进入到检测模块中的甲醛溶液能够快速在线检测，提高了甲醛检测装置的灵敏度和相应速度，以提高甲醛的检测精度和效率。另外，反应床中形成的环状的反应流道，检反应试剂与甲醛溶液按照特定的次序和特定的流速依次进入反应流道参与反应，提高了检测灵敏度、检测稳定性与准确性；而第一管体下部设有漏斗状腔体，可防止液滴在管体内表面的吸附驻留，并且由于管体内径的减小使气流流动速度增大，使得吸收甲醛后得到的甲醛溶液能够快速被抽入后端的甲醛分离采样模块中，实现了对空气中甲醛气体的快速在线吸收采样。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明甲醛检测装置实施例的结构原理图；

图2为本发明甲醛检测装置实施例中甲醛吸收模块的剖视图；

图3为本发明甲醛检测装置实施例中甲醛分离采样模块的剖视图；

图4为本发明甲醛检测装置实施例中检测模块的剖视图；

图5为本发明甲醛检测装置实施例中反应床的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

如图1-图5所示，本实施例甲醛检测装置，包括甲醛吸收模块1、甲醛分离采样模块2和检测模块3；所述甲醛吸收模块1包括第一管体11、进液管12和第一吸水性填充体13，所述第一管体11的上端部设置有进液口111和进气口112，所述第一管体11的下端部设置有气液排出口113，所述第一吸水性填充体13设置在所述第一管体11中并靠近所述气液排出口113，所述进液管12通过所述进液口111伸入到所述第一管体11中并插在所述填充体13中；所述甲醛分离采样模块2包括第二管体21、导入管22和第二吸水性填充体23，所述第二管体21的上端部设置有气液进入口211和排气口212，所述第二管体21的下部设置由上至下设置有溢流口213和采样口214，所述第二管体21在所述溢流口213和所述采样口214之间形成有聚液区（未图示），所述第二吸水性填充体23填充在所述聚液区中，所述导入管22通过所述气液进入口211伸入到所述第二管体21中，所述导入管22的下端口为封闭结构并位于所述第二吸水性填充体23上方，所述导入管22的下端部侧壁开设有多个通孔221；所述检测模块3包括蔽光壳体31、反应床32和光电传感器33，所述反应床32位于所述蔽光壳体31中，所述反应床32中还设置有反应流道320，所述蔽光壳体31还设置有观察窗（未图示），所述观察窗中设置有所述光电传感器33，所述光电传感器33与所述反应床32相对设置，所述蔽光壳体31还设置有与所述反应流道320连通的进样口311、试剂口312和排液口313；所述进液管12通过第一蠕动泵121连接有用于盛放甲醛吸收液的第一容器122，所述进气口112连接有过滤器1121，所述气液排出口113与所述导入管22连接，所述排气口212连接有真空泵2121，所述溢流口213连接有废液收集器2131，所述采样口214通过第二蠕动泵2141连接所述进样口311，所述试剂口312通过第三蠕动泵3121连接有用于盛放与甲醛进行化学发光反应的反应试剂的第二容器3122，所述排液口313连接所述废液收集器2131。

具体而言，本实施例甲醛检测装置通过甲醛吸收模块1实现了空气中甲醛分别快速被甲醛吸收液（例如去离子水等能够吸收甲醛的液体）吸收形成甲醛溶液，而甲醛分离采样模块2可以有效的进行气液分离并降低了甲醛溶液采样的滞后时间，提高了检测系统的实时性，最后，利用检测模块3基于液相化学发光反应的原理检测甲醛，具有响应速度快、灵敏度高、选择性好、准确性高、稳定性好等优点，可以以较高的时间分辨率实现对环境大气中甲醛气体浓度的实时在线检测，适合环境空气中低浓度甲醛气体浓度及污染源甲醛排放速率的实时在线监测。所述第一吸水性填充体13和所述第二吸水性填充体23采用超细纤维填充物等具有毛细作用的超强吸水性材料制成，可让通入的液体迅速扩散，在超细纤维表面形成液膜，在同量的甲醛吸收液条件下，使液体的表面积达到最大，极大增加了甲醛吸收液与气体的接触面积，从而保证对抽样气体中甲醛的快速充分吸收，提高检测的准确性及响应速度。而光电传感器33检测到的信号可以发送到与之连接的计算机等设备中进行计算获得甲醛的浓度。

其中，反应床32包括第一透明板321和第二透明板322，所述第一透明板321上形成有流道凹槽（未图示），所述第一透明板321和所述第二透明板322密封贴合在一起，所述流道凹槽与所述第二透明板322形成所述反应流道320。而流道凹槽整体呈环状盘旋结构，流道凹槽包括条形槽和多圈同心设置的开口环形槽，所述条形槽与位于最内圈的所述开口环形槽连通，相邻两圈所述开口环形槽依次连接。另外，第一管体11的下部形成有漏斗状腔体114，所述漏斗状腔体114位于所述第一吸水性填充体13和所述气液排出113口之间，漏斗状腔体114有助于增加抽力，便于气液迅速从第一管体1抽入到第二管体21中。同时，聚液区的截面也设计为漏斗形结构，便于甲醛溶液流到采样口214中。

甲醛的检测方法，具体步骤包括：

步骤1、通过真空泵将外界的空气吸入到第一管体中，同时，第一蠕动泵将甲醛吸收液注入到第一管体中，甲醛吸收液在第一吸水性填充体中扩散并与空气充分接触，空气中的甲醛溶解进入甲醛吸收液中形成甲醛溶液，第一吸水性填充体中形成的甲醛溶液在重力作用下流到第一管体的底部，甲醛溶液连同第一管体中的空气通过气液排出口一起输送到导入管中；

步骤2、甲醛溶液经过导入管下部的通孔排入到第二管体中，同时，从第一管体进入到第二管体中的空气将通过第二管体上部的排气口排出完成实现气液分离，甲醛溶液汇集在聚液区中；

步骤3、第二蠕动泵通过采样口将甲醛溶液输入到反应流道中，同时，第三蠕动泵将第二容器中与甲醛进行化学发光反应的反应试剂输入到反应流道中，甲醛溶液与反应试剂进行化学发光反应；其中，反应试剂按注入顺序分别为没食子酸、过氧化氢、氢氧化钾。

步骤4、光电传感器检测化学发光信号的强度，并将检测的信号传输给计算机计算出空气中甲醛气体的实际浓度。

本发明提供的甲醛检测装置及检测方法，基于甲醛溶液与甲醛化学发光检反应试剂之间的液相化学发光原理，具有极高的检测灵敏度与选择性，利用甲醛吸收模块可以使得空气中的甲醛充分被甲醛吸收液溶解吸收，甲醛吸收模块中的第一吸水性填充体有利于甲醛吸收液的充分扩散，形成最大化的液膜表面积，使得在使用极小量吸收液的前提下保证了甲醛气体的充分吸收，极大提高了甲醛气体吸收效率与甲醛溶液的实时性，提高了检测灵敏度；甲醛分离采样模块通过导入管下端侧壁的通孔喷出甲醛溶液和气体的混合物，混合物喷向第二管体的管壁，气体将朝向上方的排气口吸排出，而甲醛溶液汇集在第二管体的下部的聚液区实现气液分离，可以有效防止气流对下端所聚集甲醛液体进行吹扫而影响检测，而在重力的作用下聚集在聚液区内的甲醛溶液被第二吸水性填充体有效的吸附，第二吸水性填充体具有聚液作用且极大减弱了气流对积液的影响，同时过多的甲醛溶液将从溢流口排出，这种结构既能保证第二管体随时存有一定量的溶液，保证后端检测系统中甲醛溶液的供给并防止在液路管路中出现气泡，又防止了甲醛溶液在第二管体内过多累积造成采样检测滞后，聚液区内的第二吸水性填充体极大降低了聚液区的储液容积，进一步降低了甲醛溶液采样的滞后时间，提高了检测系统的实时性，使得进入到检测模块中的甲醛溶液能够快速在线检测，提高了甲醛检测装置的灵敏度和相应速度，以提高甲醛的检测精度和效率。另外，反应床中形成的环状的反应流道，检反应试剂与甲醛溶液按照特定的次序和特定的流速依次进入反应流道参与反应，提高了检测灵敏度、检测稳定性与准确性；而第一管体下部设有漏斗状腔体，可防止液滴在管体内表面的吸附驻留，并且由于管体内径的减小使气流流动速度增大，使得吸收甲醛后得到的甲醛溶液能够快速被抽入后端的甲醛分离采样模块中，实现了对空气中甲醛气体的快速在线吸收采样。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种甲醛检测方法，其特征在于，采用甲醛检测装置进行检测， 所述甲醛检测装置包括甲醛吸收模块、甲醛分离采样模块和检测模块；

所述甲醛吸收模块包括第一管体、进液管和第一吸水性填充体，所述第一管体的上端部设置有进液口和进气口，所述第一管体的下端部设置有气液排出口，所述第一吸水性填充体设置在所述第一管体中并靠近所述气液排出口，所述进液管通过所述进液口伸入到所述第一管体中并插在所述填充体中；

所述甲醛分离采样模块包括第二管体、导入管和第二吸水性填充体，所述第二管体的上端部设置有气液进入口和排气口，所述第二管体的下部由上至下设置有溢流口和采样口，所述第二管体在所述溢流口和所述采样口之间形成有聚液区，所述第二吸水性填充体填充在所述聚液区中，所述导入管通过所述气液进入口伸入到所述第二管体中，所述导入管的下端口为封闭结构并位于所述第二吸水性填充体上方，所述导入管的下端部侧壁开设有多个通孔；

所述检测模块包括蔽光壳体、反应床和光电传感器，所述反应床位于所述蔽光壳体中，所述反应床中还设置有反应流道，所述蔽光壳体还设置有观察窗，所述观察窗中设置有所述光电传感器，所述光电传感器与所述反应床相对设置，所述蔽光壳体还设置有与所述反应流道连通的进样口、试剂口和排液口；

所述进液管通过第一蠕动泵连接有用于盛放甲醛吸收液的第一容器，所述进气口连接有过滤器，所述气液排出口与所述导入管连接，所述排气口连接有真空泵，所述溢流口连接有废液收集器，所述采样口通过第二蠕动泵连接所述进样口，所述试剂口通过第三蠕动泵连接有用于盛放与甲醛进行化学发光反应的反应试剂的第二容器，所述排液口连接所述废液收集器；

具体步骤包括：

步骤1、通过真空泵将外界的空气吸入到第一管体中，同时，第一蠕动泵将甲醛吸收液注入到第一管体中，甲醛吸收液在第一吸水性填充体中扩散并与空气充分接触，空气中的甲醛溶解进入甲醛吸收液中形成甲醛溶液，第一吸水性填充体中形成的甲醛溶液在重力作用下流到第一管体的底部，甲醛溶液连同第一管体中的空气通过气液排出口一起输送到导入管中；

步骤2、甲醛溶液经过导入管下部的通孔排入到第二管体中，同时，从第一管体进入到第二管体中的空气将通过第二管体上部的排气口排出完成实现气液分离，甲醛溶液汇集在聚液区中；

步骤3、第二蠕动泵通过采样口将甲醛溶液输入到反应流道中，同时，第三蠕动泵将第二容器中与甲醛进行化学发光反应的反应试剂输入到反应流道中，甲醛溶液与反应试剂进行化学发光反应；

步骤4、光电传感器检测化学发光信号的强度，并将检测的信号传输给计算机计算出空气中甲醛气体的实际浓度。

2.根据权利要求1所述的甲醛检测方法，其特征在于，所述反应床包括第一透明板和第二透明板，所述第一透明板上形成有流道凹槽，所述第一透明板和所述第二透明板密封贴合在一起，所述流道凹槽与所述第二透明板形成所述反应流道。

3.根据权利要求2所述的甲醛检测方法，其特征在于，所述流道凹槽包括条形槽和多圈同心设置的开口环形槽，所述条形槽与位于最内圈的所述开口环形槽连通，相邻两圈所述开口环形槽依次连接。

4.根据权利要求1所述的甲醛检测方法，其特征在于，所述第一管体的下部形成有漏斗状腔体，所述漏斗状腔体位于所述第一吸水性填充体和所述气液排出口之间。

5.根据权利要求1所述的甲醛检测方法，其特征在于，所述聚液区的截面为漏斗形结构。

6.根据权利要求1所述的甲醛检测方法，其特征在于，所述第一吸水性填充体和所述第二吸水性填充体为超细纤维填充物。