CN109632785B - 一种快速吸收空气中甲醛的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，防逸散罩为半封闭结构，防逸散罩固定设置在吸收液池内，并且防逸散罩与吸收液池内壁之间留有间隙；超声波雾化片固定设置在防逸散罩下方；吸收液池内盛放有甲醛吸收液，甲醛吸收液对防逸散罩的开口边缘进行液封，并且超声波雾化片与甲醛吸收液液面接触；进气管道连通吸收液池和微型气泵的出气口；待测样品进液管道连通吸收液池和检测装置上设置的待测样品进液口，并且待测样品进液管道上设置有电磁阀。本发明利用微流控技术进行样品的检测，可显著降低试剂消耗，增大吸收效率，结合机械和自动控制，可最大程度地减少人工操作，提高整个吸收和检测过程的可重复性。
Description
技术领域
本发明涉及甲醛检测处理技术领域，更具体的说是涉及一种快速吸收空气中甲醛的检测装置。
背景技术
长期、低浓度接触甲醛会引起头痛、头晕、乏力、感觉障碍、免疫力降低，并可出现瞌睡、记忆力减退或神经衰弱、精神抑郁；慢性中毒对呼吸系统的危害也是巨大的，长期接触甲醛可引发呼吸功能障碍和肝中毒性病变，表现为肝细胞损伤、肝辐射能异常等。因此对室内环境中的甲醛进行检测具有重要意义。
空气中甲醛含量检测的常规标准方法中，需对空气中的甲醛进行几个小时的吸收处理，该过程耗时长、试剂消耗量大，同时对吸收后的溶液需要手动添加检测试剂，并转移至检测仪中，该过程极易造成较大的结果误差。
中国实用新型专利CN201320247394.1一种基于微流控芯片的自流式甲醛检测装置公开了利用微流控芯片对甲醛进行检测的技术方案，但是其无法对较大环境中空气甲醛浓度的测量，无法完成对较大环境中甲醛的快速吸收。
因此，如何提供一种耗时短，并且检测效率高的快速吸收空气中甲醛的检测装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，利用微流控技术进行样品的检测，可显著降低试剂消耗，增大吸收效率，结合机械和自动控制，可最大程度地减少人工操作，提高整个吸收和检测过程的可重复性。本发明在微流控芯片技术的基础上，提供了一种用于空气中甲醛全自动快速吸收和检测的系统，用于室内环境中空气甲醛的快速可靠检测，具有较高的商业价值。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，包括：超声波雾化片、防逸散罩、吸收液池、进气管道、微型气泵、待测样品进液管道、检测装置和控制器；
其中，所述防逸散罩为半封闭结构，所述防逸散罩固定设置在所述吸收液池内，并且所述防逸散罩与所述吸收液池内壁之间留有间隙；所述超声波雾化片固定设置在所述防逸散罩下方；所述吸收液池内盛放有甲醛吸收液，所述甲醛吸收液对防逸散罩的开口边缘进行液封，并且所述超声波雾化片与甲醛吸收液液面接触；
所述进气管道一端连接在吸收液池侧壁上，与所述吸收液池连通，另一端与所述微型气泵的出气口连通，所述进气管道与所述吸收液池侧壁的连接位置低于所述超声波雾化片位置；所述待测样品进液管道一端连接在所述吸收液池底面上，与所述吸收液池连通，另一端与所述检测装置上设置的待测样品进液口连通，并且所述待测样品进液管道上设置有电磁阀；
所述超声波雾化片、所述微型气泵和所述电磁阀分别与所述控制器电性连接，并且均连接有电源。
通过所述控制器控制所述微型气泵开启，所述微型气泵通过所述进气管道向所述吸收液池内以设定好的流速泵送外部空气，空气与甲醛吸收液接触，然后上升透过甲醛吸收液液面进入到防逸散罩内，由于甲醛吸收液液面与超声波雾化片接触，超声波雾化片可将吸收液雾化生成直径5-50微米的液滴，液滴悬浮在防逸散罩内，大大增加了与空气的接触面积，从而提高对空气中甲醛的吸收效率；
由于所述微型气泵不断泵送空气，当所述防逸散罩内空气达到一定量时，压力变大，由于所述防逸散罩固定设置在所述吸收液池内，两者不发生相对移动，同时甲醛吸收液对所述防逸散罩的开口边缘进行也液封，形成了封闭空间，所以多余气体再次进入甲醛吸收液内，然后从所述防逸散罩边缘冒出，冒出的多余气体经过所述防逸散罩与所述吸收液池之间预留的缝隙，重新进入空气环境中，该过程中吸收液对空气中甲醛进行不断地吸收。
在达到所述控制器设定的进气时间后，所述微型气泵自动停止泵气，所述超声波雾化片停止工作，静置一定时间后，待所述防逸散罩内无吸收液雾化液滴，打开所述电磁阀，使一定量的甲醛吸收液通过待测样品进液管道进入检测装置中进行反应检测，然后根据反应液颜色确定空气中甲醛含量。
优选的，在上述一种快速吸收空气中甲醛的检测装置中，所述甲醛吸收液为甲醛检测试剂中的吸收剂溶液，所述检测装置内预装有甲醛检测试剂的显色液。甲醛检测试剂的执行标准参见GB/T18204.2-2014。
优选的，在上述一种快速吸收空气中甲醛的检测装置中，所述检测装置为微流控芯片，所述微流控芯片包括盖板层和通道层，其中，所述盖板层设置在所述通道层顶部，且两者密封配合；
所述盖板层为透明板材制成，所述盖板层上开设贯穿上下端面的有排气口和所述待测样品进液口；
所述通道层为透明板体，所述透明板体上开设有溶液检测池，其内开设有进液通道和排气通道，所述盖板层对溶液检测池顶部开口进行密封；所述进液通道一端与所述待测样品进液口连通，另一端与所述溶液检测池连通；所述排气通道一端与所述溶液检测池连通，另一端与所述排气口连通；所述溶液检测池内预存有所述显色液。
甲醛吸收液与所述溶液检测池内预存的所述显色液进行反应并显色，通过与甲醛检测比色卡进行颜色比对，确定空气中甲醛浓度，执行标准参见GB/T18204.2-2014。
优选的，在上述一种快速吸收空气中甲醛的检测装置中，在与所述溶液检测池对应位置设置光谱仪，通过所述光谱仪对所述溶液检测池内的反应液进行检测，所述光谱仪配备激光光源及衰减器，光源波长范围为300～900nm，光纤内部光路直径为1mm，用光谱仪接收特定波长下不同时间的光谱信号。
优选的，在上述一种快速吸收空气中甲醛的检测装置中，所述光谱仪电性连接到计算机，将检测数据进行处理并显示。
优选的，在上述一种快速吸收空气中甲醛的检测装置中，所述吸收液池为方形或筒形。
优选的，在上述一种快速吸收空气中甲醛的检测装置中，所述防逸散罩为方形或筒形。
优选的，在上述一种快速吸收空气中甲醛的检测装置中，所述防逸散罩通过支架连接在所述吸收液池内壁。
优选的，在上述一种快速吸收空气中甲醛的检测装置中，所述超声波雾化片通过支架安装在所述吸收液池内。
优选的，在上述一种快速吸收空气中甲醛的检测装置中，所述防逸散罩为伞状半封闭结构。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，用于空气中甲醛含量的全自动吸收和检测，仅需加入甲醛吸收液并开机运行，即可在设定的时间内获得准确的结果。
利用对甲醛吸收液的雾化作用提高对空气中甲醛的吸收效率，大幅降低甲醛吸收所需的时间及试剂消耗量；结合预封装有显色剂的微流控检测芯片进行微量甲醛的检测，具有检测所需试剂消耗小，操作自动化程度高、检测速度快及检测条件高度可控，检测结果准确可靠等优点；
本发明解决了空气中甲醛吸收液的自动加样和检测问题，同时具有试剂消耗小、吸收效率高、检测速度快、操作简便、无需手动转移试剂等特点，显著提高了反应条件的重现性和检测结果的准确性。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明实施例的结构示意图；
图2附图为盖板层的结构示意图；
图3附图为通道层的结构示意图。
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做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。
本发明实施例公开了一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，利用微流控技术进行样品的检测，可显著降低试剂消耗，增大吸收效率，结合机械和自动控制，可最大程度地减少人工操作，提高整个吸收和检测过程的可重复性。本发明在微流控芯片技术的基础上，提供了一种用于空气中甲醛全自动快速吸收和检测的系统，用于室内环境中空气甲醛的快速可靠检测，具有较高的商业价值。
结合说明书附图1-3，本发明公开了一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，包括：超声波雾化片1、防逸散罩2、吸收液池3、进气管道4、微型气泵5、待测样品进液管道6、检测装置7和控制器8；
其中，防逸散罩2为半封闭结构，防逸散罩2固定设置在吸收液池3内，并且防逸散罩2与吸收液池3内壁之间留有间隙；超声波雾化片1固定设置在防逸散罩下方；吸收液池3内盛放有甲醛吸收液，甲醛吸收液对防逸散罩2的开口边缘进行液封，并且超声波雾化片1与甲醛吸收液液面接触；
进气管道4一端连接在吸收液池3侧壁上，与吸收液池3连通，另一端与微型气泵5的出气口连通，进气管道4与吸收液池3侧壁的连接位置低于超声波雾化片1位置；待测样品进液管道6一端连接在吸收液池3底面上，与吸收液池3连通，另一端与检测装置7上设置的待测样品进液口712连通，并且待测样品进液管道6上设置有电磁阀9；
超声波雾化片1、微型气泵5和电磁阀9分别与控制器8电性连接，，并且均连接有电源，控制器8对超声波雾化片1、微型气泵5和电磁阀9进行控制，控制其开闭以及开闭时间。控制器为AT89C51单片机，通过AT89C51单片机对超声波雾化片1、微型气泵5和电磁阀9上设置的继电器进行控制，进而控制其开闭。
通过控制器8控制微型气泵5开启，微型气泵5通过进气管道4向吸收液池3内以设定好的流速泵送外部空气，空气与甲醛吸收液接触，然后上升透过甲醛吸收液液面进入到防逸散罩2内，由于甲醛吸收液液面与超声波雾化片1接触，超声波雾化片1可将吸收液雾化生成直径5-50微米的液滴，液滴悬浮在防逸散罩2内，大大增加了与空气的接触面积，从而提高对空气中甲醛的吸收效率；
由于微型气泵5不断泵送空气，当防逸散罩2内空气达到一定量时，压力变大，由于防逸散罩2固定设置在吸收液池3内，两者不发生相对移动，同时甲醛吸收液对防逸散罩2的开口边缘进行也液封，形成了封闭空间，所以多余气体再次进入甲醛吸收液内，然后从防逸散罩2边缘冒出，冒出的多余气体经过防逸散罩2与吸收液池3之间预留的缝隙，重新进入空气环境中，该过程中吸收液对空气中甲醛进行不断地吸收。
在达到控制器8设定的进气时间后，微型气泵5自动停止泵气，超声波雾化片1停止工作，静置一定时间后，待防逸散罩2内无吸收液雾化液滴，打开电磁阀9，使一定量的甲醛吸收液通过待测样品进液管道6进入检测装置7中进行反应检测，然后根据反应液颜色确定空气中甲醛含量。
为了进一步优化上述技术方案，甲醛吸收液为甲醛检测试剂中的吸收剂溶液，检测装置7内预装有甲醛检测试剂的显色液。甲醛检测试剂的执行标准参见GB/T18204.2-2014。
为了进一步优化上述技术方案，检测装置7为微流控芯片，微流控芯片包括盖板层71和通道层72，其中，盖板层71设置在通道层72顶部，且两者密封配合；
盖板层71为透明板材制成，盖板层71上开设贯穿上下端面的有排气口711和待测样品进液口712；
通道层72为透明板体，透明板体上开设有溶液检测池721，其内开设有进液通道722和排气通道723，盖板层71对溶液检测池顶部开口进行密封；进液通道722一端与待测样品进液口712连通，另一端与溶液检测池721连通；排气通道723一端与溶液检测池721连通，另一端与排气口711连通；溶液检测池721内预存有显色液。
甲醛吸收液与溶液检测池721内预存的显色液进行反应并显色，通过与甲醛检测比色卡进行颜色比对，确定空气中甲醛浓度，执行标准参见GB/T18204.2-2014。
为了进一步优化上述技术方案，在与溶液检测池721对应位置设置光谱仪73，通过光谱仪73对溶液检测池721内的反应液进行检测，光谱仪73配备激光光源74及衰减器75，光源波长范围为300～900nm，光纤内部光路直径为1mm，用光谱仪73接收特定波长下不同时间的光谱信号。
为了进一步优化上述技术方案，光谱仪73电性连接到计算机，将检测数据进行处理并显示。
为了进一步优化上述技术方案，吸收液池3为方形或筒形。
为了进一步优化上述技术方案，防逸散罩2为方形或筒形。
为了进一步优化上述技术方案，防逸散罩2通过支架连接在吸收液池3内壁。
为了进一步优化上述技术方案，超声波雾化片1通过支架安装在吸收液池3内。
为了进一步优化上述技术方案，微型气泵5为微型真空泵VUY6002。
为了进一步优化上述技术方案，防逸散罩2为伞状半封闭结构。
为了进一步优化上述技术方案，进气管道4与吸收液池3连通，并且管口伸至防逸散罩2下方。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
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 (10)
1.一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，包括：超声波雾化片(1)、防逸散罩(2)、吸收液池(3)、进气管道(4)、微型气泵(5)、待测样品进液管道(6)、检测装置(7)和控制器(8)；
其中，所述防逸散罩(2)为半封闭结构，所述防逸散罩(2)固定设置在所述吸收液池(3)内，并且与所述吸收液池(3)内壁之间留有间隙；所述超声波雾化片(1)固定设置在所述防逸散罩下方；所述吸收液池(3)内盛放有甲醛吸收液，所述甲醛吸收液对防逸散罩(2)的开口边缘进行液封，并且所述超声波雾化片(1)与甲醛吸收液液面接触；
所述进气管道(4)一端连接在吸收液池(3)侧壁上，与所述吸收液池(3)连通，另一端与所述微型气泵(5)的出气口连通，所述进气管道(4)与所述吸收液池(3)侧壁的连接位置低于所述超声波雾化片(1)位置；所述待测样品进液管道(6)一端连接在所述吸收液池(3)底面上，与所述吸收液池(3)连通，另一端与所述检测装置(7)上设置的待测样品进液口(712)连通，并且所述待测样品进液管道(6)上设置有电磁阀(9)；
所述超声波雾化片(1)、所述微型气泵(5)和所述电磁阀(9)分别与所述控制器(8)电性连接，并且均连接有电源；
通过所述控制器（8）控制所述微型气泵（5）开启，所述微型气泵（5）通过所述进气管道（4）向所述吸收液池（3）内以设定好的流速泵送外部空气，空气与甲醛吸收液接触，并上升透过甲醛吸收液液面进入到所述防逸散罩（2）内；所述超声波雾化片（1）将吸收液雾化生成液滴，液滴悬浮在所述防逸散罩（2）内以增加与空气的接触面积；当所述防逸散罩（2）内空气达到一定量时，多余气体再次进入甲醛吸收液内进行吸收，之后多余气体从所述防逸散罩（2）与所述吸收液池（3）之间预留的缝隙重新进入到空气环境中；
所述检测装置(7)为微流控芯片，所述微流控芯片包括盖板层(71)和通道层(72)，其中，所述盖板层(71)设置在所述通道层(72)顶部，且两者密封配合；
所述盖板层(71)为透明板材制成，所述盖板层(71)上开设贯穿上下端面的有排气口(711)和所述待测样品进液口(712)；
所述通道层(72)为透明板体，所述透明板体上开设有溶液检测池(721)，其内开设有进液通道(722)和排气通道(723)，所述盖板层(71)对溶液检测池顶部开口进行密封；所述进液通道(722)一端与所述待测样品进液口(712)连通，另一端与所述溶液检测池(721)连通；所述排气通道(723)一端与所述溶液检测池(721)连通，另一端与所述排气口(711)连通。
2.根据权利要求1所述的一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，其特征在于，所述甲醛吸收液为甲醛检测试剂中的吸收剂溶液，所述检测装置(7)内预装有甲醛检测试剂的显色液。
3.根据权利要求2所述的一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，其特征在于，所述溶液检测池(721)内预存有所述显色液。
4.根据权利要求1所述的一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，其特征在于，在与所述溶液检测池(721)对应位置设置光谱仪(73)，通过所述光谱仪(73)对所述溶液检测池(721)内的反应液进行检测，所述光谱仪(73)配备激光光源(74)及衰减器(75)。
5.根据权利要求4所述的一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，其特征在于，所述光谱仪(73)电性连接到计算机，将检测数据进行处理并显示。
6.根据权利要求1所述的一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，其特征在于，所述吸收液池(3)为方形或筒形。
7.根据权利要求1所述的一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，其特征在于，所述防逸散罩(2)为方形或筒形。
8.根据权利要求1所述的一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，其特征在于，所述防逸散罩(2)通过支架连接在所述吸收液池(3)内壁。
9.根据权利要求1所述的一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，其特征在于，所述超声波雾化片(1)通过支架安装在所述吸收液池(3)内。
10.根据权利要求1所述的一种快速吸收空气中甲醛的检测装置，其特征在于，所述防逸散罩(2)为伞状半封闭结构。
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