CN112268897A - 一种有毒有害气体的快速检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的有毒有害气体的快速检测装置及方法，通过包括不透明的壳体，设置于壳体内的抽气泵、密封水槽、亮度传感器、控制器、电源模块，以及设置于壳体上的显示屏；壳体侧面开设有第一开口，进气管穿过第一开口，与抽气泵的进气口套接；密封水槽侧面下方设有一进气口，出气管一端与抽气泵的出气口套接，出气管的另一端与密封水槽的进气口套接；抽气泵的出气口水平位置高于密封水槽的顶部；亮度传感器设置于密封水槽中，用于检测密封水槽中的环境亮度；显示屏用于显示亮度传感器检测到的亮度信息。工作人员可携带该装置到疑似有毒有害环境中进行现场实时检测，可当场出结果，时效性高，人力物力成本低，可广泛推广使用。

Description

一种有毒有害气体的快速检测装置及方法

技术领域

本发明涉及气体有害性检测技术领域，尤其涉及一种有毒有害气体的快速检测装置及方法。

背景技术

经济高速发展的同时，环境问题随之而来，有时为了带动经济发展和提高就业，不得不以牺牲环境为代价。而经济发展进行到一定的阶段，人们对生态环境越来越重视，空气质量极大程度影响人们的生活质量，空气质量的好坏，将影响居民的身体健康，为此对城市空气质量的检测是十分必要的。目前，主要是通过采集人员到空气环境可能存在严重污染的疑似区域现场进行气体收集，然后带回检测实验室进行试验检测，从而得到空气质量情况。首先，这种方式显然不利于有毒有害气体的快速检测，时效性有待提高。其次，传统人工取样送检或者在线电化学监测方式，都只能监测单一或较少的几种有毒有害物质，适用范围窄。

发明内容

本发明提供的一种有毒有害气体的快速检测装置及方法，主要解决的技术问题是：如何实现有毒有害气体的快速检测。

为解决上述技术问题，本发明提供一种有毒有害气体的快速检测装置，包括：

包括不透明的壳体，设置于所述壳体内的抽气泵、密封水槽、亮度传感器、控制器、电源模块，以及设置于所述壳体上的显示屏；所述壳体侧面开设有第一开口，进气管穿过所述第一开口，与所述抽气泵的进气口套接；所述密封水槽侧面下方设有一进气口，出气管一端与所述抽气泵的出气口套接，所述出气管的另一端与所述密封水槽的进气口套接；所述抽气泵的出气口水平位置高于所述密封水槽的顶部；所述亮度传感器设置于所述密封水槽中，用于检测所述密封水槽中发光细菌的发光度；所述显示屏用于显示所述亮度传感器检测到的亮度信息；所述亮度传感器、所述显示屏通过有线方式与所述控制器实现电连接；所述电源模块与所述抽气泵、所述亮度传感器、所述控制器以及所述显示屏电连接，以对其进行供电。

进一步的，所述抽气泵的出气口密封设有止回阀，防止所述密封水槽中的水倒流至所述抽气泵。

进一步的，所述进气管长度可伸缩，当使用时通过所述第一开口将所述进气管从所述壳体中拉出，当空闲时收缩长度容纳至所述壳体中。

进一步的，所述进气管暴露于所述壳体外的部分，其直径略大于所述第一开口的口径，避免所述进气管全部收缩至所述壳体中无法取出。

进一步的，所述进气管暴露于壳体外的部分的形状为喇叭状。

进一步的，还包括设置于所述壳体内的水泵，所述水泵通过所述电源模块供电，与所述控制器电连接，所述壳体侧面还设有第二开口，进水管通过所述第二开口与所述水泵进水口套接，所述密封水槽还设有进水口和排水口，所述水泵的出水口通过出水管与所述密封水槽的进水口连接；所述密封水槽的排水口设置于所述密封水槽的底部最低点；所述密封水槽的底部为漏斗形状。

进一步的，所述密封水槽还设有微生物投放口。

进一步的，所述密封水槽的顶部还设有泄压阀。

进一步的，所述水槽为圆柱体或者四角为圆弧形的棱柱。

本发明提供一种有毒有害气体的快速检测方法，包括：

收集待检测气体；

将所述待检测气体溶于发光细菌溶液中；

检测所述发光细菌的发光度变化情况；

基于所述发光度变化情况，判断所述待检测气体是否为有毒有害气体。

本发明的有益效果是：

根据本发明提供的有毒有害气体的快速检测装置及方法，装置包括不透明的壳体，设置于壳体内的抽气泵、密封水槽、亮度传感器、控制器、电源模块，以及设置于壳体上的显示屏；壳体侧面开设有第一开口，进气管穿过第一开口，与抽气泵的进气口套接；密封水槽侧面下方设有一进气口，出气管一端与抽气泵的出气口套接，出气管的另一端与密封水槽的进气口套接；抽气泵的出气口水平位置高于密封水槽的顶部；亮度传感器设置于密封水槽中，用于检测密封水槽中发光细菌的发光度；显示屏用于显示亮度传感器检测到的亮度信息；亮度传感器、显示屏通过有线方式与控制器实现电连接；电源模块与抽气泵、亮度传感器、控制器以及显示屏电连接，以对其进行供电。工作人员可携带该装置到疑似有毒有害环境中进行现场实时检测，可当场出结果，时效性高，人力物力成本低，其次发光生物检测理论上可实现上千种有毒有害物质的检测，适用范围广，因此本方案可广泛推广使用。

附图说明

图1为本发明实施例一的有毒有害气体的快速检测装置内部结构示意图；

图2为本发明实施例一的有毒有害气体的快速检测装置外部结构示意图；

图3为本发明实施例一的密封水槽结构示意图；

图4为本发明实施例二的有毒有害气体的快速检测方法流程示意图。

其中，1-壳体，2-抽气泵、3密封水槽、4亮度传感器、5-控制器、6-电源模块、7-显示屏、8-第一开口、9-进气管、10-进气口、11-出气管、12-水泵、13-第二开口、14-进水管、15-出水管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

本实施例提供一种有毒有害气体的快速检测装置，请参见图1-2，包括：

不透明的壳体1，设置于壳体内的抽气泵2、密封水槽3、亮度传感器4、控制器5、电源模块6，以及设置于壳体1上的显示屏7；壳体1侧面开设有第一开口8，进气管9穿过第一开口8，与抽气泵2的进气口套接；密封水槽3侧面下方设有一进气口10，出气管11一端与抽气泵2的出气口套接，出气管11的另一端与密封水槽3的进气口套接；抽气泵2的出气口水平位置高于密封水槽3的顶部；亮度传感器4设置于密封水槽3中，用于检测密封水槽3中发光细菌的发光度；显示屏7用于显示亮度传感器4检测到的亮度信息；亮度传感器4、显示屏7通过有线方式与控制器5实现电连接；电源模块6与抽气泵2、亮度传感器4、控制器5以及显示屏7电连接，以对其进行供电。

抽气泵2的出气口密封设有止回阀(未示出)，防止密封水槽3中的水倒流至抽气泵。

所述进气管长度可伸缩，例如采用伸缩吸管结构的管体，当使用时通过第一开口8将进气管9从壳体1中拉出，当空闲时收缩长度容纳至壳体1中。

为了避免进气管9全部收缩至壳体1中不方便取出，进气管9暴露于壳体外的部分，其直径略大于第一开口8的口径，使得进气管9不会全部伸缩至壳体1中，当需要对某些不方便人或者机器进入的特殊空间位置进行检测，可以拉出进气管9，伸入至对应的检测空间区域收集气体进行检测。

为了提高进气量，进气管9暴露于壳体1外的部分的形状为喇叭状。

快速检测装置还包括设置于壳体1内的水泵12，水泵12通过电源模块6供电，与控制器5电连接，壳体1侧面还设有第二开口13，进水管14通过第二开口13与水泵12的进水口套接，密封水槽3还设有进水口和排水口，水泵12的出水口通过出水管15与密封水槽3的进水口连接；密封水槽3的排水口设置于密封水槽的底部最低点；密封水槽3的底部为漏斗形状。当完成检测后，可通过开启密封水槽3排水口的开关，可将密封水槽3中的溶液全部排出；然后通过水泵12再次注入清水，清洗水槽，避免存在杂质残留。水注入量可通过控制器5设置，当控制水泵12注入到设定容量时，断开水泵12电源，停止注水。

密封水槽3还设有微生物投放口。当进行有毒有害气体检测时，密封水槽3排水口关闭，首先控制器5控制水泵12注入一定量的清水，然后通过微生物投放口投放一定量的发光细菌，使得发光细菌浓度达到检测要求；控制器5控制抽气泵2抽气，待检测气体通过进气管、抽气泵、出气管，最终进入到密封水槽3中，与水槽中的发光细菌溶液混合反应；同时触发亮度传感器4实时监测水槽中发光细菌的发光度，并传输给显示屏7实时显示亮度信息；随着待检测气体的不断注入到溶液中，待检测气体若存在有毒有害物质，将使得溶液中的有毒有害物质浓度越来越高，发光细菌自身发光能力将逐渐减弱，使得水槽中发光细菌发光度会逐渐降低，基于发光细菌对有毒有害物质的特性，通过亮度传感器检测水槽中发光细菌的发光度，基于检测得到的亮度信息，通过反演可以得到外界环境中的有毒有害气体的浓度，并通过显示屏7进行展示，从而实现有毒有害气体快速检测的目的。待检测完成后，关闭抽气泵2，然后开启密封水槽3排水口的开关，可将密封水槽3中的溶液全部排出；然后通过水泵12再次注入清水，清洗水槽，避免存在杂质残留；最后关闭密封水槽3排水口的开关，关闭电源。

在本发明的其他实施例中，密封水槽3的顶部还设有泄压阀。在抽气泵2不断从外界抽取待检测气体至密封水槽3的过程中，由于水槽具有一定的密封性，因此水槽中的气压将越来越高，这有利于空气中有毒有害杂志能更好地容入水中，但与此同时也存在一定的安全，为此，本实施例在密封水槽3的顶部设置泄压阀，可以使得密封水槽3中的气压保持在一个合适的范围，在保证气体能更好容入水的同时，使得气压保持在一个安全水平。

为了提高待检测气体溶于水中的效率，本实施例中，密封水槽3为圆柱体或者四角为圆弧形的棱柱，请参见图3，进气管进气方向与密封水槽3的容器壁近似平行，气体的进入将对密封水槽3中的溶液产生推力，从而使得密封水槽3中的溶液围绕容器壁形成循环流动，使得气体与溶液能进行更充分、更持久的混合，提高溶于水的效率。另外，进气管进气方向可略微朝下，延长气体溶于水中的时间，因此也可以在一定程度上使得气体与溶液能进行更充分的混合。

根据本发明提供的有毒有害气体的快速检测装置，通过包括不透明的壳体，设置于壳体内的抽气泵、密封水槽、亮度传感器、控制器、电源模块，以及设置于壳体上的显示屏；壳体侧面开设有第一开口，进气管穿过第一开口，与抽气泵的进气口套接；密封水槽侧面下方设有一进气口，出气管一端与抽气泵的出气口套接，出气管的另一端与密封水槽的进气口套接；抽气泵的出气口水平位置高于密封水槽的顶部；亮度传感器设置于密封水槽中，用于检测密封水槽中发光细菌的发光度；显示屏用于显示亮度传感器检测到的亮度信息；亮度传感器、显示屏通过有线方式与控制器实现电连接；电源模块与抽气泵、亮度传感器、控制器以及显示屏电连接，以对其进行供电。工作人员可携带该装置到疑似有毒有害环境中进行现场实时检测，可当场出结果，时效性高，人力物力成本低，可广泛推广使用。

实施例二：

本实施例在上述实施例一的基础上，提供一种有毒有害气体的快速检测方法，请参见图4，该方法主要包括如下步骤：

S401、收集待检测气体；

S402、将待检测气体溶于发光细菌溶液中；

发光细菌(luminescent bacteria.luminousbacteria)，指的是能够进行生物发光的细菌。用加有3％NaCl，1％甘油的普通肉汁蛋白胨培养基可以培养。发光细菌包括明亮发光杆菌、费氏弧菌、青海弧菌。

发光细菌溶液浓度根据菌种类别、习性、以及待检测气体体积等实际情况灵活设置。只要能够保证对气体溶于水后的溶液有毒有害性进行检测即可。

S403、检测发光细菌的发光度变化情况；

发光细菌的发光度与物质毒害性具有一定关系，物质毒害性越大，其发光度通常会越来越低。因此基于该特性，可以将其用于物质毒害性检测。进一步的，基于待检测气体的体积与发光细菌发光度的下降数值，可以反演出待检测气体的毒害数值。具体过程在此不再赘述。

S404、基于发光度变化情况，判断待检测气体是否为有毒有害气体。

基于溶入待检测气体之前的发光细菌的发光度数值，以及溶入待检测气体之后的发光细菌的发光度数值，可以计算出发光度的变化值。当溶入待检测气体后，发光度变弱，即表明该待检测气体存在毒害性。

可选的，还可设置多个判断阈值，例如△1、△2；当发光度下降值处于0～△1范围内时，判定毒害性等级为1；当发光度下降值处于△1～△2范围内时，判定毒害性等级为2；当发光度下降值处于大于△2时，判定毒害性等级为3。

本实施例提供的有毒有害气体的快速检测方法，相比于传统的在线电化学监测方式，可以检测多种有毒有害物质，适用范围窄，检测效率高。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种有毒有害气体的快速检测装置，其特征在于，包括不透明的壳体，设置于所述壳体内的抽气泵、密封水槽、亮度传感器、控制器、电源模块，以及设置于所述壳体上的显示屏；所述壳体侧面开设有第一开口，进气管穿过所述第一开口，与所述抽气泵的进气口套接；所述密封水槽侧面下方设有一进气口，出气管一端与所述抽气泵的出气口套接，所述出气管的另一端与所述密封水槽的进气口套接；所述抽气泵的出气口水平位置高于所述密封水槽的顶部；所述亮度传感器设置于所述密封水槽中，用于检测所述密封水槽中发光细菌的发光度；所述显示屏用于显示所述亮度传感器检测到的亮度信息；所述亮度传感器、所述显示屏通过有线方式与所述控制器实现电连接；所述电源模块与所述抽气泵、所述亮度传感器、所述控制器以及所述显示屏电连接，以对其进行供电。

2.如权利要求1所述的有毒有害气体的快速检测装置，其特征在于，所述抽气泵的出气口密封设有止回阀，防止所述密封水槽中的水倒流至所述抽气泵。

3.如权利要求1所述的有毒有害气体的快速检测装置，其特征在于，所述进气管长度可伸缩，当使用时通过所述第一开口将所述进气管从所述壳体中拉出，当空闲时收缩长度容纳至所述壳体中。

4.如权利要求1所述的有毒有害气体的快速检测装置，其特征在于，所述进气管暴露于所述壳体外的部分，其直径略大于所述第一开口的口径，避免所述进气管全部收缩至所述壳体中无法取出。

5.如权利要求4所述的有毒有害气体的快速检测装置，其特征在于，所述进气管暴露于壳体外的部分的形状为喇叭状。

6.如权利要求1-5任一项所述的有毒有害气体的快速检测装置，其特征在于，还包括设置于所述壳体内的水泵，所述水泵通过所述电源模块供电，与所述控制器电连接，所述壳体侧面还设有第二开口，进水管通过所述第二开口与所述水泵进水口套接，所述密封水槽还设有进水口和排水口，所述水泵的出水口通过出水管与所述密封水槽的进水口连接；所述密封水槽的排水口设置于所述密封水槽的底部最低点；所述密封水槽的底部为漏斗形状。

7.如权利要求1-5任一项所述的有毒有害气体的快速检测装置，其特征在于，所述密封水槽还设有微生物投放口。

8.如权利要求1-5任一项所述的有毒有害气体的快速检测装置，其特征在于，所述密封水槽的顶部还设有泄压阀。

9.如权利要求1-5任一项所述的有毒有害气体的快速检测装置，其特征在于，所述密封水槽为圆柱体或者四角为圆弧形的棱柱。

10.一种有毒有害气体的快速检测方法，其特征在于，包括：

收集待检测气体；

将所述待检测气体溶于发光细菌溶液中；

检测所述发光细菌的发光度变化情况；

基于所述发光度变化情况，判断所述待检测气体是否为有毒有害气体。

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