CN203178155U - 一种正丙醇气体动态检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种正丙醇气体动态检测装置，该装置由两个进气管（1、2）合并成的一路进气管（14）通过干燥管（5）后进入检测瓶（10）底部，检测瓶（10）上用橡胶塞（8）密封，所述橡胶塞（8）中插有一个石英晶体传感器（6）和出气管（9），其中涂敷在石英晶体传感器（6）上的涂膜材料为2-甲基间苯二酚杯[6]芳烃，它可以通过氢键作用高灵敏、高选择性地吸附正丙醇气体分子，所述石英晶体传感器（6）与振荡电路（11）连接，振荡电路（11）由直流电源（12）驱动、并与频率计数器（13）相连接，构成一个完整的传感检测回路。该装置制作简便，能准确、快速地检测出环境大气中正丙醇的浓度，并能用于在线监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种正丙醇（CH3CH2CH2OH）气体动态传感检测装置，该装置能准确、快速地检测出环境大气中正丙醇的浓度，并能用于在线监测。
背景技术
正丙醇又称1-丙醇，是一种易燃、易挥发的无色透明液体，可做燃料油的杀菌剂、农药、医药和香料的原料。长期接触可致皮肤干燥、皲裂，甚至出现头痛、倦睡、共济失调以及眼、鼻、喉刺激症状。口服可致恶心、呕吐、腹痛、腹泻、倦睡、昏迷甚至死亡。美国职业安全与健康管理局（OSHA）则规定工厂车间中允许正丙醇气体的最大浓度为492 mg/m3或200 ppm，因此对环境大气中微量正丙醇气体的灵敏监测具有十分重要的意义。目前正丙醇的测定方法主要有分光光度法、气相色谱法、高效液相色谱法、红外光谱法和质谱分析法等，由于这些方法操作环节多，费时费力，不适于在线监测正丙醇气体的浓度，因此需要找到一种造价便宜、操作简便，并能达到准确快速测定正丙醇气体浓度的仪器装置。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种简易的正丙醇气体动态检测装置，该装置易于制备、操作方便、可反复使用，能在数分钟内准确地检测出正丙醇气体的浓度，并能用于环境大气中正丙醇的测定分析。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种正丙醇气体动态检测装置，该装置由两个进气管合并成的一路进气管通过干燥管后进入检测瓶底部，检测瓶上用橡胶塞密封，橡胶塞中插有一个石英晶体传感器和出气管，石英晶体传感器与振荡电路连接，振荡电路由直流电源驱动、并与频率计数器相连接，构成一个完整的传感检测回路。其中，两个进气管路的开关可独立控制，氮气和正丙醇气样可交替进入检测瓶内；干燥管内填充物质为无水CaCl2；所述石英晶体传感器为镀金或镀银或镀钯的AT切型压电石英晶体传感器，涂敷在石英晶体传感器上的涂膜材料是2-甲基间苯二酚杯[6]芳烃，且涂敷于石英晶体传感器上的涂膜材料2-甲基间苯二酚杯[6]芳烃的量为10~50微克。其特征是装置的各部分设计、石英晶体传感器的应用和对正丙醇气体有特异吸附功能的涂膜材料2-甲基间苯二酚杯[6]芳烃的使用，通过大量实验数据发现，其涂敷于石英晶体传感器上的量为10~50微克之间时的检测效果最佳。整个装置由以上几个部件组装而成，易拆除更换，便于携带。其工作原理是正丙醇气体被选择性地吸附在涂膜材料2-甲基间苯二酚杯[6]芳烃上，产生的微小质量变化会使传感器的谐振频率发生变化，以频率变化值来计算所测气样中的正丙醇浓度。该气体传感检测装置对正丙醇具有高灵敏度和宽检测范围，且选择性、重现性和可逆性良好，可应用于环境大气中正丙醇的监测。
在装置的设计上，氮气和正丙醇气样的两个进气管路的开关可独立控制，氮气和正丙醇气样可交替进入检测瓶内。氮气可以使吸附在所述涂膜材料上的正丙醇气体脱附，使传感器谐振频率恢复到初值。整个过程在5分钟以内就可以完成，随后就能继续用于下一次的检测，所以该装置能有效地减少检测时间和简化操作过程。
本实用新型的有益效果是，可以准确、快速、连续、动态地测定正丙醇气体的浓度，且装置结构简单，易于便携和智能化改造，因而可用于环境大气中正丙醇的动态分析检测、在线监测等。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1 是正丙醇气体动态检测装置的示意图。
图1中1.气样进气管，2.氮气进气管，3.气样进气管开关，4.氮气进气管开关，5.干燥管，6.石英晶体传感器，7.出气管开关，8.橡胶塞，9.出气管，10.检测瓶，11.振荡电路，12.直流电源，13.频率计数器，14. 进气管1、2合并成的一路进气管。
具体实施方式
如图1中所示，两个进气管1、2合并成的一路进气管14通过干燥管5后进入检测瓶10底部，检测瓶10可以是玻璃制的，也可以是塑料制的，大小可取0.5L。检测瓶10上用橡胶塞8密封，橡胶塞8中插有一个石英晶体传感器6和出气管9，石英晶体传感器6与振荡电路11连接，振荡电路11由直流电源12驱动、并与频率计数器13相连接，这样就方便地组装成一个完整的传感检测回路。要提到的是，石英晶体传感器6为镀金的AT切型压电石英晶体传感器，石英晶体传感器6上的涂膜材料2-甲基间苯二酚杯[6]芳烃是此传感检测的关键物质，它可以通过氢键作用对正丙醇进行高灵敏地选择性吸附。橡胶塞8与检测瓶10、出气管9与橡胶塞8都是紧密连接的，以此保证检测瓶10的整体密封性良好。
具体检测的操作过程如下：
1. 首先打开电源，使振荡电路11起振，此时频率计数器13会显示出振荡的频率，然后打开氮气进气管开关4和出气管开关7，待其频率显示稳定时关闭氮气进气管开关4和出气管开关7，记录下初始频率值F1；
2. 然后打开气样进气管开关3和出气管开关7，待频率计数器13显示稳定时，关闭气样进气管开关3和出气管开关7，记录下频率值F2；
3. 每个气样的频率响应值(ΔF，Hz)可由下式得出：ΔF=F1－F2，把ΔF代入到相应的工作曲线方程中，即可计算出气样中正丙醇的浓度值；
4. 检测完毕后，打开出气管开关7和氮气进气管开关4，使频率计数器13显示频率恢复到初始频率值F1，然后关闭所有气路，以备下次检测用。
本实用新型可以应用于环境大气中正丙醇气体的在线分析监测。所使用的石英晶体传感器具有实时响应性能，能及时反映出被检测气样中正丙醇的动态浓度。只要将气样管路连接至监测点，就可以达到远距离监控的目的。
Claims (5)
1.一种正丙醇气体动态检测装置，其特征是：该装置由两个进气管（1、2）合并成的一路进气管（14）通过干燥管（5）后进入检测瓶（10）底部，检测瓶（10）上用橡胶塞（8）密封，橡胶塞（8）中插有一个石英晶体传感器（6）和出气管（9），石英晶体传感器（6）与振荡电路（11）连接，振荡电路（11）由直流电源（12）驱动、并与频率计数器（13）相连接，构成一个完整的传感检测回路。
2.根据权利要求1所述的正丙醇气体动态检测装置，其特征是：两个进气管（1、2）的开关（3、4）可独立控制，氮气和正丙醇气样可交替进入检测瓶（10）内。
3.根据权利要求1所述的正丙醇气体动态检测装置，其特征是：所述石英晶体传感器（6）为镀金或镀银或镀钯的AT切型压电石英晶体传感器。
4.根据权利要求1所述的正丙醇气体动态检测装置，其特征是：涂敷在石英晶体传感器（6）上的涂膜材料是2-甲基间苯二酚杯[6]芳烃。
5.根据权利要求4所述的正丙醇气体动态检测装置，其特征是：涂敷于石英晶体传感器（6）上的涂膜材料2-甲基间苯二酚杯[6]芳烃的量为10~50微克。
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