专利名称：空气中甲醛检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种简便、灵敏、快速分析仪器，具体涉及一种用于 现场快速定量检测空气中甲醛含量的快速分析仪器。
背景技术：
甲醛(HCH0)是一种无色易溶的刺激性气体，甲醛可经呼吸道吸收， 其水溶液〃福尔马林〃可经消化道吸收。现代科学研究表明，甲醛对人体健 康有负面影响。当室内含量为O. lmg/1时就有异味和不适感；0. 5mg/ l可刺激眼睛引起流泪；0. 6mg/1时引起咽喉不适或疼痛；浓度再高可 引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿；当空气中达到30mg/1 时可当即导致死亡。长期接触低剂量甲醛可以引起慢性呼吸道疾病、女性 月经紊乱、妊娠综合症，引起新生儿体质降低、染色体异常，甚至引起鼻 咽癌。高浓度的甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有毒害。它还可刺 激眼结膜、呼吸道黏膜而产生流泪、流涕，引起结膜炎、咽喉炎、哮喘、 支气管炎和变态反应性疾病。甲醛还有致畸、致癌作用。据流行病学调查， 长期接触甲醛的人，可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮肤和消化道的癌 症。
室内空气中的甲醛主要来源于用作室内装饰的胶合板、细木工板、中 密度纤维板和刨花板等人造板材，由于目前生产装饰板使用的胶粘剂以脲 醛树脂为主，板材中残留的和未参与反应的甲醛会逐渐向周围环境释放， 是形成室内空气中甲醛的主体。
用人造板制造的家具， 一些厂家为了追求高额利润，使用不合适的板 材，在粘接贴面材料时再使用劣质胶水，结果顾客买回家去，等于买回了 一个小型废气排放站。含有甲醛成分并有可能向外界散发的其他各类装饰 材料，比如贴墙布、贴墙纸、化纤地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等。燃烧后会散发甲醛的某些材料，比如香烟及一些有机材料。另外，室 内空气中甲醛浓度的大小与以下四个因素有关L室内温度；2.室内相
对湿度；3.室内材料的装载度(即每立方米室内空间的甲醛散发材料表 面积)；4.室内换气数(即室内空气流通量)。在高温、高湿、负压和 高负载条件下会加剧散发的力度。实测数据说明，在一定条件下，居室小 环境内空气中甲醛浓度可聚集到标准允许水平以上，而且释放期比较长， 日本横滨国立大学的研究表明，室内甲醛的释放期为3-15年。
目前，市场上甲醛测定仪基本上有两类， 一是采用电化学传感器的甲 醛测定仪，如美国ESC公司的产品ES-300，由于采用电化学传感器，环 境中对甲醛有干扰的多种气体，对检测结果产生一定影响，而且电化学传 感器有使用寿命，存在更换传感器的问题。另一类为国标法甲醛测定仪， 此方法需要多种试剂相配合，检测时间较长。而本实用新型中采用试纸反 射式比色法，克服以上仪器的缺点，可以更快地检测出空气中甲醛的含量。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种可以简便、快速、 现场、定量检测空气中甲酸含量的分析仪器。
为实现上述目的，本实用新型提供的空气中甲醛检测仪，包括机壳以 及置于机壳内的光源/单色器、光电检测器、微处理器以及样品池，所述样 品池为设于一反射模块中的基板池，基板池中设有反射式试纸卡，还具有 一与气体采样泵连通的进气孔和一连通大气的出气孔，所述光电检测器装 设在反射模块前面开设的与基板池正对的一水平通孔中，两个光源/单色器 分别装设在分布在水平通孔上下并向内靠拢的两个斜向通孔中。
其中，所述机壳上设一翻盖，反射模块设于机壳内该翻盖下方。
其中，所述基板池中配合装设一反射式基板，反射式基板上附反射式 试纸卡。
其中，反射式基板设一方形试纸池，方形试纸池中心为圆通孔，反射
式试纸卡放入方形试纸池中，另设一与方形试纸池间隙配合的方形试纸池
生 皿。
其中，所述光源/单色器和光电检测器与方形试纸池中心的圆通孔相对。
其中，所述光源/单色器为多个，均匀分布在光电检测器的周边通孔中。其中，反射式基板的尺寸与形状与基板池相匹配。 其中，反射式基板的上部设手持部，其尺寸大于基板池池口尺寸。 其中，所述机壳外表面设多个按键、液晶模块、数据接口和电源开关， 均与微处理电连接。
本实用新型甲醛检测仪包括了机壳、置于机壳外表面的反射式基板 盖、多个按键、液晶模块、以及置于机壳内部的反射模块、反射式基板、 反射式试纸卡、气体采样泵、微处理器。置于机壳外表面的反射式基板盖 连接在主机壳体上，可自由翻盖。在翻开时，反射式基板可自由取出与安 放在反射模块中，在反射式基板盖合上时，保证反射模块避光。反射模块 为塑料注塑成型，上部开有反射式基板池，反射式基板插入其中，反射式 基板池尺寸与反射式基板相配合。反射模块侧面设置有光源/单色器、光电 检测器及气体采样泵进气口和出气口。光电检测器的位置与反射式基板中 的试纸位置相对应，光源/单色器和采样泵进气口和出气口均匀分布在光电
检测器的四周，光源/单色器为2只LED超高亮发光二极管，发射光焦点
交汇于反射式基板中的试纸中心，安放光源/单色器时角度为反射光线汇聚 在光电检测器中心处。反射式基板中心有一方形试纸池，方形试纸池中心 为圆通孔，反射式试纸卡放入方形试纸池中，方形试纸池盖压在反射式试 纸卡上与方形试纸池间隙配合。气体采样泵为小型标准气体采样泵，在单 位时间内能满足气体采样量。反射式试纸卡为经过化学试剂处理后的试 纸，采样泵进气口将含有甲醛的气体吹到反射式试纸卡上，甲醛与反射式 试纸卡接触后含在试纸卡里的试剂就会同甲醛反应，反射式试纸卡的颜 色就会改变。颜色变化的程度可反映出甲醛的含量，作为光源/单色器的
LED超高亮发光二极管照射到反射式试纸卡后的反射光的强度也随着变 化，那么，光电检测器将此信号传送到微处理器处理后即可得到待检测甲 醛的浓度。
采用上述技术方案，本实用新型显著特点是
1、 采用试纸反射式比色方法，使操作简便，检测结果直观性好。
2、 采用模块化结构，仪器性能更加稳定。
3、 采用微处理器控制，具有测量、设置、记录、保存和数据处理功能。 自动化程度高。
4、 大屏幕液晶显示，人机交互式操作，体积小、重量轻、使用方便。 本实用新型可以对室内空气质量安全进行快速检测。


图1为本实用新型外部结构示意图。
图2-1为本实用新型中反射模块外表结构示意图。 图2-2为图2-1右视内部中间位置剖视图。 图2-3为为图2-1上视内部横向中间位置剖视图。 图3为本实用新型中反射式基板结构示意图。 图4为本实用新型电路原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。
本实用新型提出的甲醛测定仪，基于吸光光度计的分析原理空气中 的甲醛与反射式试纸卡反应，反射式试纸卡的颜色就会改变，该颜色变化 的程度可反映出甲醛的含量。作为光源/单色器的LED超高亮发光二极管 照射到反射式试纸卡后的反射光的强度也随着变化，利用光电检测器检测 该反射光强度变化并得到吸光值，利用标准曲线获得空气中甲醛的浓度。
本实用新型甲醛测定仪，包含有电源，提供支撑的机壳，采集样品的 气体采样泵，以及完成检测的光源/单色器、基板池、反射式试纸卡、电检 测器和微处理器。如图1所示，机壳1的表面包含有液晶显示屏3、多个 按键2 (如返回键、确认键、上翻键、下翻键)以及电源开关、数据接口 (图中省略)等，还设置一翻盖4;机壳l内部设有空间，其中装设一反 射模块5 (参见图2)、气体采样泵和微处理器(图中省略)，气体采样泵 的进气端伸出机壳l之外用于采集空气。其中，反射模块5设于翻盖4下 部的空间里，气体采样泵与反射模块5通过气管相连，微处理器与电源开 关、液晶显示屏、多个按键、数据接口以及反射模块5中的电子元器件电 路相连。
图2-1、图2-2和图2-3示出本实用新型甲醛测定仪中的反射模块5的 基本结构。反射模块5为一块状体，由塑料注塑成型，其中上部开设一深 槽状基板池51;在反射模块5前面中间位置开设一个与基板池51正对的 水平通孔53，其中装设一光电检测器；该水平通孔上下对称位置，另设两 个斜向通孔52 (参见图2-2)，其中各装设一 LED超高亮发光二极管； LED超高亮发光二极管和光电检测器分别与微处理器电连接，两个LED 超高亮发光二极管发射光焦点交汇于基板池51中心位置(即图3所示反射式基板中的试纸中心33)。反射模块5前面还另外设两个与基板池51连 通的斜向气孔(参见图2-3)， 一个为进气孔54，通过气管与气体采样泵出 气端连通，另一个为出气孔55，通过气管连接到机壳并与空气连通。
如图3所示，为本实用新型甲醛测定仪中使用的反射式基板31，其分 为上下两部分，基板下部分用于放入反射模块5的基板池51内，其形状 和尺寸与基板池51相匹配，基板上部分为手持部32,其尺寸略大于基板 池51槽口尺寸，当反射式基板31下部置于基板池51内时，手持部32可 以露在反射模块5之上并覆盖基板池51;反射式基板31下部正面位置设 一方形试纸池34，方形试纸池34中心为穿透反射式基板31下部的圆通孔 33，方形试纸池34正面另设与方形试纸池34间隙配合的试纸池盖35。组 装时，反射式试纸卡放入方形试纸池34中，方形试纸池盖35压在反射式 试纸卡上，这样，卡放在方形试纸池34中的反射式试纸卡在圆通孔33正 对部分为有效工作面。另外，机壳上的翻盖4可以开启或关闭，在翻开时， 反射式基板31可自由取出与安放在反射模块5中，在盖合时，则确保反 射模块5避光。
在检测时，将反射式基板31插入反射式基板池51中，关闭翻盖4; 气体采样泵开始工作，通过进气孔54将采样气体吹到反射式基板池51内， 气体通过反射式基板31中的圆通孔33吹到反射式试纸卡有效工作面上， 气体中甲醛与试纸上试剂反应使试纸发生颜色变化，余下气体则通过出气 孔55排出；作为检测仪器光源/单色器的LED超高亮发光二极管发射光照 射到反射式试纸卡对着圆通孔33的有效工作面上，反射式试纸卡将反射 光照射到水平通孔53中的光电检测器上；反射式试纸卡的颜色随甲醛的 浓度的变化而变化，光电检测器将此信号传送到微处理器处理后即可得到 待检测甲醛的浓度。
本实用新型工作原理在检测工作开始后，气体采样泵开始工作，将
待检测气体吹送到反射式试纸卡上，同时，光源/单色器的LED超高亮发 光二极将发射光照射到反射式试纸卡上，反射式试纸卡将反射光照射到 光电检测器上，光电检测器将此信号传送到微处理器处理后即可得到待检 测甲醛的浓度。
本实用新型中气体采样泵为小型标准气体采样泵，可采用市售产品
(如北京环劳安科技发展中心出品的微量迷你泵)。光源/单色器为超高亮 发光二极管，既做光源又做单色器，可采用日本的日亚和丰田公司生产的超高亮发光二极管，亮度参数在1000mcd以上，波长分别为400nm—420nm
之间，光源/单色器采用连续或脉冲方式供电。光电检测器采用美国TI公
司生产的集成光电传感器，型号为TSL230系列；当然，本实用新型也可
以采用其它具有同等功效的集成光电传感器。微处理器为SST公司生产的
STC89系列，其主要参数为8位单片机，内部存储器64K。微处理器用来
接收光电检测器的输出信号并进行数据处理，处理后的信息由液晶显示屏
显示出来或通过数据接口输出。以光源/单色器、光电检测器和微处理器为
核心元件的光度分析仪的电路连接以及工作过程可参考申请人之前
ZL200620004295.0的介绍，在此不再赘述。本实用新型的电路连接可以参
考图4，该电路仅为实现前述功能的一种具体电路连接方式，不作为对其
他可能的电路连接的限制。
以下结合具体操作来介绍本实用新型甲酵检测仪的使用方法。
反射式试纸卡的准备本实用新型中反射式试纸卡为经过化学试剂处 理后的试纸。首先将空白试纸取来放入相关试剂中浸泡20分钟，待相关 试剂完全溶于试纸后取出阴干，按方形试纸池的尺寸剪切后装入密闭试纸 卡盒中，待用。反射式试纸卡的制备工作完成。
将反射式试纸卡装入反射式基板的方形试纸池中，按上方形试纸池 盖，然后将反射式基板插入反射模块的反射式基板池中，合上反射式基板 盖。开机，气体采样泵开始工作输入待检气体，即可检测出室内空气(待 检气体)中甲醛的含量。
权利要求1、一种空气中甲醛检测仪，它包括机壳以及置于机壳内的光源/单色器、光电检测器、微处理器以及样品池，其特征在于，所述样品池为设于一反射模块中的基板池，基板池中设有反射式试纸卡，还具有一与气体采样泵连通的进气孔和一连通大气的出气孔，所述光电检测器装设在反射模块前面开设的与基板池正对的一水平通孔中，两个光源/单色器分别装设在分布在水平通孔上下并向内靠拢的两个斜向通孔中。
2、 如权利要求l所述一种空气中甲醛检测仪，其特征在于所述机 壳上设一翻盖，反射模块设于机壳内该翻盖下方。
3、 如权利要求1或2所述一种空气中甲醛检测仪，其特征在于所 述基板池中配合装设一反射式基板，反射式基板上附反射式试纸卡。
4、 如权利要求3所述一种空气中甲醛检测仪，其特征在于反射式 基板设一方形试纸池，方形试纸池中心为圆通孔，反射式试纸卡放入方形 试纸池中，另设一与方形试纸池间隙配合的方形试纸池盖。
5、 如权利要求4所述一种空气中甲醛检测仪，其特征在于所述光 源/单色器和光电检测器与方形试纸池中心的圆通孔相对。
6、 如权利要求5所述一种空气中甲醛检测仪，其特征在于所述光 源/单色器为多个，均匀分布在光电检测器的周边通孔中。
7、 如权利要求4所述一种空气中甲醛检测仪，其特征在于反射式 基板的尺寸与形状与基板池相匹配。
8、 如权利要求4所述一种空气中甲醛检测仪，其特征在于反射式 基板的上部设手持部，其尺寸大于基板池池口尺寸。
9、 如权利要求4所述一种空气中甲醛检测仪，其特征在于所述机 壳外表面设多个按键、液晶模块、数据接口和电源开关，均与微处理电连 接。
专利摘要本实用新型公开了一种空气中甲醛检测仪，属于快速定量分析仪器。它包括机壳以及置于机壳内的光源/单色器、光电检测器、微处理器以及样品池，所述样品池为设于一反射模块中的基板池，其具有进气口和出气口与一气体采样泵连通，所述光源/单色器和光电检测器装设在反射模块前面开设的与基板池正对的通孔中，它还包括反射式基板和其中的反射式试纸卡，空气中甲醛与反射式试纸卡中试剂反应发生颜色变化，通过光电检测器检测和微处理器处理，即可快速测定空气中甲醛的含量。
文档编号G01N21/27GK201373846SQ20092000638
公开日2009年12月30日 申请日期2009年3月27日 优先权日2009年3月27日
发明者于爱民, 王振德 申请人:长春吉大·小天鹅仪器有限公司