专利名称：简易甲醛气体检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测甲醛气体浓度的简易装置，该装置能简单快速地检测 出生活环境中甲醛气体的浓度。
背景技术：
甲醛(HCHO)俗称福尔马林，是无色、具有强烈刺激性气味的气体，已经被世 界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之 一。随着人们居住条件的改善，装修材料和家具中释放出的甲醛对人们生活环境的影响 已日益严重。目前检测甲醛的方法很多，气相色谱、光谱等大型仪器分析检测方法虽然 比较准确，但现场检测难度大，价格昂贵，不利于推广应用。一系列化学试剂检测方法 的应用虽然可以降低成本、使装置便于携带，但必需经常更换所使用的化学试剂，否则 会由于化学试剂的失效而使检测结果不可靠，且不利于连续检测。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种简易的甲醛气体检测装置，该装置 设备简单、操作方便，能在数分钟内准确地检测出甲醛气体的浓度，且能连续地进行检 测。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种能检测甲醛气体的装 置，该装置包括两个进气管路和一个出气管路，所述的进气管合并成一路通过干燥管进 入检测瓶，检测瓶上用橡胶塞密封，所述橡胶塞中插有一个石英晶体传感器和所述的出 气管，涂敷在传感器上的涂膜材料是连苯三酚杯[4]芳烃(全名2，8，14，20-四乙 基-4，5，6，10，11，12，16，17，18，22，23，24-十二羟基杯[4]芳烃)，所述石英 晶体传感器与晶体管_晶体管-逻辑(TTL)振荡电路连接，所述振荡电路与频率计数器 连接，构成一个传感检测回路。其特征是装置的设计、石英晶体传感器的应用和对甲醛 有特异吸附功能的涂膜物质连苯三酚杯[4]芳烃的使用。它可以通过超分子作用高灵敏、 高选择性地吸附甲醛气体分子。通过大量实验数据发现，其涂敷于石英晶体传感器6上 的量为17-25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。其工作原理是甲醛气体能选择性地吸附在涂膜物质上，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甲醛气体的浓 度。在装置的设计上，氮气和甲醛试样的两个进气管路可独立开关，氮气和甲醛试 样可交替进入检测瓶内。氮气可以使吸附在所述涂膜物质上的甲醛气体脱附，使传感器 谐振频率恢复到初值。整个过程在十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、连续地测定甲醛气体的浓度，且 装置结构简单，检测过程省时省力，非常方便。
以下结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是简易甲醛气体检测装置的示意图。图2是传感器的频率变化值(以Hz表示)与甲醛气体对应浓度(ppm)的关系曲 线图。图3是对甲醛气体分子有特定选择性吸附功能的连苯三酚杯[4]芳烃的分子结 构。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(内填充无水MgSO4), 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.频率计数器。图2是把21微克的连苯三酚杯[4]芳烃涂敷于石英晶体传感器上，通过加入标准 样品的甲醛气体可得到甲醛气体浓度与响应频率变化值的关系曲线，该曲线拟合的方程 为y = 89.01x_436.71其中y表示甲醛的浓度(ppm)，χ表示频率变化值Δ F (Hz)。上述关系曲线是 在室温25 °C时绘制的。
具体实施方式
如图1中所示，两个进气管1、2合并成一路经过干燥管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再与频率计数器12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上所述涂层材料连苯三酚杯[4]芳烃是 此传感检测的关键物质，它可以通过超分子作用对甲醛气体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12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12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(AF，Hz)可由下式得出·· AF = F1-F2,把ΔF代入 到图2的工作曲线方程中，即可算出气样中甲醛气体的浓度值；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12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。本实用新型装置也可以应用于甲醛工业生产、含甲醛材料使用等过程中有可能 发生甲醛安全事故的泄漏点的监测，以保证车间操作人员的生命健康。只要将气样管路连接至这些易发生安全事故的泄漏点，就可以及时地对甲醛气体的浓度进行灵敏、快 速、连续地检测。
权利要求1.一种甲醛气体检测装置，该装置由两个进气管(1、2)合并成一路经过干燥管(5) 后进入检测瓶(10)底部，检测瓶(10)上用橡胶塞⑶密封，橡胶塞⑶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) 再与频率计数器(12)相连接，构成一个完整的传感检测回路。
2.根据权利要求1所述的甲醛气体检测装置，其特征是两个进气管路(1、2)可独 立控制开关，氮气和甲醛试样可交替进入检测瓶(10)内。
3.根据权利要求1所述的甲醛气体检测装置，其特征是涂敷在石英晶体传感器(6) 上的敏感涂膜材料为连苯三酚杯[4]芳烃。
4.根据权利要求3所述的甲醛气体检测装置，其特征是所述连苯三酚杯[4]芳烃涂 敷于石英晶体传感器(6)上的量为17-25微克之间。
专利摘要本实用新型公开了一种简易甲醛气体检测装置，该装置由两个进气管(1)、(2)合并成一路经过干燥管(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)，其中涂敷在石英晶体传感器(6)上的敏感涂膜材料为连苯三酚杯[4]芳烃，它可以通过超分子作用高灵敏、高选择性地吸附甲醛气体分子，石英晶体传感器(6)与振荡电路(11)连接，振荡电路(11)再与频率计数器(12)相连接，构成一个完整的传感检测回路。该装置可方便、快速、连续地检测出生活环境中的甲醛气体浓度。
文档编号G01H13/00GK201795858SQ20102015179
公开日2011年4月13日 申请日期2010年4月7日 优先权日2010年4月7日
发明者孙立贤, 张云飞, 戴云林, 曹忠, 曾巨澜, 胡静龄 申请人:长沙理工大学