CN2874479Y - 气体污染物快速检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种测定空气中污染物的快速气体检测仪。其特征是：检测仪由发光器、滤光片7、光电检测器8和显示器9构成。其中发光器是该检测仪的核心器件，它是由具有气体进口3和出口6的石英管4和封闭于其中的局部表面烧结了多孔催化剂5的陶瓷加热棒2组成；催化剂的表面温度由温度控制器1调节；催化剂烧结后有微孔，成膜厚度在1～1.5mm之间。本实用新型寿命长、灵敏度高、使用方便、便于携带，可实现对空气中甲醛、苯系物、氨、醇和酮等污染物的现场测定。

Description

气体污染物快速检测仪

技术领域

本实用新型涉及一种能够对环境污染物进行现场快速监测的小型气体污染物检测仪及其检测方法，属于环境检测技术领域。

背景技术

环境质量，特别是空气质量，是影响人们身体健康的重要因素。空气中的气体污染物的来源有多种途径，工业废气、装饰材料、日常用品和生活废气等等，都能影响空气质量。随着社会生活水平的提高，人们对居室内外的空气质量也有了具体要求。

以往测定空气中气体污染物的主要方法是将现场采集的样品带回实验室处理，然后通过分光光度计、色谱仪、电化学分析仪和化学发光分析仪等专业分析设备完成测试。这些方法虽然检测灵敏度高、定量准确，但是需要昂贵的分析仪器来完成，无法走出实验室，不易现场实现。近年，也相继出现了一些便携式分析仪和简易监测设备，但大多有寿命短、稳定性差或灵敏度低等不足之处。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种灵敏度高、准确度好、使用方便、应用广泛、测定迅速，更适于现场使用的气体污染物检测仪。

为实现上述目的，本实用新型依据催化发光原理设计出一种测定空气中污染物的快速气体检测仪。这种检测仪由发光器、滤光片、光电检测器和显示器构成，其中发光器是该检测仪的核心器件，它是由具有气体进出口的石英管和封闭于其中的局部表面烧结了多孔催化剂的陶瓷加热棒组成。催化剂的表面温度可根据其活性范围由温度控制器控制加热棒进行调节；催化剂可以是各种常规工业催化剂、改性催化剂、纳米活性材料或搀杂半导体材料，要求其对某种污染物有特定选择催化性，烧结后有微孔，成膜厚度在1～1.5mm；滤光片可根据分析对象在紫外-可见光区(200～750nm)选取；光电检测器是由光敏三极管、光电倍增管或光子记数器和放大器组成；显示器用以显示测定结果。

在对空气中某种污染物进行测定前，首先将精心制作的专用催化剂在陶瓷加热棒上按要求烧结成微孔膜，置于石英管中并密封，选择合适的滤光片，然后通过进气口通入纯净空气，由温度控制器调节适当温度，稳定后即可准备测定。当被测气体进入石英管时，被测污染物在催化剂表面发生发光反应，产生电磁辐射，选取其中稳定性好且强度较大者进入光电检测器，通过检测和放大，最终将与待测物浓度相关的测定结果显示在显示器上。对痕量污染物的测定，可以利用催化剂微孔膜的吸附作用在常温下先对污染物进行富集，然后快速升到指定温度，通过污染物的催化发光反应进行测定。

本实用新型的便携式设备还应包括一组已烧结了不同多孔催化剂的陶瓷加热棒、一套滤光片，在对不同污染物进行分别测定时，只须更换加热棒，选定滤光片，调节适当温度，即可进行测定。为达到以上目的，本实用新型设计了用于测定甲醛、苯系物、氨、甲醇、乙醇、丙酮和丁酮等不同污染物的专用催化剂。

本实用新型具有以下明显特点：

1、使用方便：可以直接测定空气中污染物浓度，方便、快捷。

2、灵敏度高：传统方法必须通过富集器浓缩才能测定低浓度样品，而本新型可以直接测定微量污染物；如对甲醛的测定可直接监测甲醛浓度为0.1mg/m³的空气。

3、便于携带：本设备体积小、重量轻，能方便实现现场分析。

4、使用寿命长：由于催化剂是不消耗的，可以保证设备的长寿命和较高的稳定性。

5、一机多用：可以直接测定多种气体污染物，也可用喷雾方式间接测定水溶液中的多种污染物。

附图说明

图1为气体污染物快速检测仪的结构示意图。

图中各组件为：1温度控制器、2陶瓷加热棒、3进气口、4石英管、5催化剂烧结层、6出气口、7滤光片、8光电检测器、9显示器。

具体实施方式

本实用新型可以根据不同污染物的最佳发光反应条件，选取不同的催化剂、反应温度、滤光片和气体流速，以实现对不同气体污染物的快速检测。以下结合实施例进行叙述。

实施例1：甲醛的测定

将用溶胶-凝胶方法制备的超微粉V₂O₅-4TiO₂-MC催化剂调成糊状，均匀涂附在加热棒表面，并于420℃烧结成1mm厚的微孔膜层，将仪器装备好后，选取490nm的滤光片，反应温度控制在350～360℃，气体流速保持为135ml/min，仪器稳定后即可快速测定气体中的甲醛含量。显示器表示的光强度信号与流入气体中的甲醛浓度成线性关系，线性范围为0.5-100mg/m³，测定误差小于3％。

实施例2：苯系物的测定

将水溶液中的铜锰铁复合氢氧化物沉淀均匀涂附在陶瓷加热棒上并于450℃烧结成1.2mm厚的膜层，将仪器如图装备好后，选取400nm的滤光片，反应温度控制在310～315℃，气体流速保持为120ml/min，仪器稳定后即可快速定量测定气体中的苯系物含量。显示器表示的光强度信号与流入气体中的苯系物浓度成线性关系，线性范围为1-125mg/m³，测定误差小于4％。

实施例3：氨的测定

将用Pt粒子搀杂的超微粉Fe₂O₃催化剂用水与MC一起调成糊状，均匀涂附在陶瓷加热棒表面，并于400℃烧结成约1mm厚的膜层，将仪器如图装备好后，选取320nm的滤光片，反应温度控制在280～284℃，气体流速保持为100ml/min，仪器稳定后即可快速定量测定气体中的氨含量。显示器表示的光强度信号与流入气体中的氨浓度成线性关系，线性范围为0.7-200mg/m³，测定误差小于5％。

实施例4：甲醇的测定

将用沉淀法获得的La(OH)₃-2Ti(OH)₂混合物均匀涂附在陶瓷加热棒上并于500℃烧结成1.1mm厚的膜层，将仪器如图装备好后，选取420nm的滤光片，反应温度控制在330℃，气体流速保持为125ml/min，仪器稳定后即可快速定量测定气体中的甲醇含量。显示器表示的光强度信号与流入气体中的甲醇浓度成线性关系，线性范围为3-85mg/m³，测定误差小于2.5％。

实施例5：丁酮的测定

将MgO和Al₂O₃按摩尔比为4∶1混合均匀，研磨后与MC一起用水调成糊状，涂附在陶瓷加热棒上并于480℃烧结成1mm厚的膜层，将仪器如图装备好后，选取440nm的滤光片，反应温度控制在300℃，气体流速保持为140ml/min，仪器稳定后即可快速定量测定气体中的丁酮含量。显示器表示的光强度信号与流入气体中的丁酮浓度成线性关系，线性范围为5-1000mg/m³，测定误差小于5％。

Claims (2)

1、一种用于监测空气质量的气体污染物快速检测仪，其特征在于：所述的快速检测仪是由发光器、滤光片7、光电检测器8和显示器9构成。其中发光器是由具有气体进口3和出口6的石英管4和封闭于其中的局部表面烧结了多孔催化剂5的陶瓷加热棒2组成；催化剂的表面温度由温度控制器1调节。

2、根据权利要求1所述的气体污染物快速检测仪，其特征是：所述的多孔催化剂的成膜厚度为1～1.5mm。