[實(shí)用新型]簡(jiǎn)易丙酮?dú)怏w檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220538703.6
• 申請(qǐng)日: 2012-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN202903632U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍姝;曹忠;鄭永路;周婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N5/02
• 分類號(hào): G01N5/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種簡(jiǎn)易的丙酮（CH₃COCH₃）氣體傳感檢測(cè)裝置，該裝置能準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)出環(huán)境大氣中丙酮的濃度，并能用于在線監(jiān)測(cè)。?

背景技術(shù)

丙酮是重要的工業(yè)有機(jī)原料，也是居民生活區(qū)和工業(yè)生產(chǎn)區(qū)的主要有毒空氣污染物之一，對(duì)人和動(dòng)物的眼、鼻、喉有強(qiáng)烈的刺激作用，吸入大量丙酮?dú)怏w會(huì)引起乏力、惡心、頭痛、頭暈、易激動(dòng)等癥狀，嚴(yán)重者會(huì)發(fā)生嘔吐、氣急、痙攣、肝中毒，甚至昏迷。美國(guó)職業(yè)安全與健康管理局（OSHA）規(guī)定空氣中所允許的丙酮最大濃度為750?ppm，因此對(duì)環(huán)境大氣中微量丙酮的靈敏監(jiān)測(cè)具有十分重要的意義。目前丙酮的測(cè)定方法主要有分光光度法、氣相色譜法、高效液相色譜法、紅外光譜法、質(zhì)譜分析法等，這些方法由于操作環(huán)節(jié)多，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不適于在線監(jiān)測(cè)丙酮?dú)怏w的濃度，因此需要找到一種造價(jià)便宜、操作簡(jiǎn)便，并能達(dá)到準(zhǔn)確、快速測(cè)定丙酮?dú)怏w濃度的儀器裝置。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種簡(jiǎn)易的丙酮?dú)怏w檢測(cè)裝置，該裝置易于制備、操作方便、可反復(fù)使用，能在數(shù)分鐘內(nèi)準(zhǔn)確地檢測(cè)出丙酮?dú)怏w的濃度，并能用于環(huán)境大氣中丙酮的測(cè)定分析。?

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種能檢測(cè)丙酮?dú)怏w的簡(jiǎn)易裝置，該裝置包括兩個(gè)進(jìn)氣管路和一個(gè)出氣管路，所述兩個(gè)進(jìn)氣管合并成的一路進(jìn)氣管通過(guò)干燥管后進(jìn)入檢測(cè)瓶底部，干燥管內(nèi)填充物質(zhì)為無(wú)水CaCl₂，檢測(cè)瓶上用橡膠塞密封，所述橡膠塞中插有一個(gè)石英晶體傳感器和所述的出氣管，涂敷在石英晶體傳感器上的涂膜材料是1：1的C-乙基間苯二酚杯[4]芳烴/鄰苯二甲酸二壬酯，所述石英晶體傳感器與晶體管-晶體管-邏輯（TTL）振蕩電路連接，所述振蕩電路由直流電源驅(qū)動(dòng)、并與頻率計(jì)數(shù)器連接，構(gòu)成一個(gè)完整的傳感檢測(cè)回路。其特征是裝置的各部分設(shè)計(jì)、石英晶體傳感器的應(yīng)用和對(duì)丙酮?dú)怏w有特異吸附功能的涂膜材料C-乙基間苯二酚杯[4]芳烴/鄰苯二甲酸二壬酯的使用，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，涂敷于石英晶體傳感器上的涂膜材料C-乙基間苯二酚杯[4]芳烴/鄰苯二甲酸二壬酯的量為5~45微克之間時(shí)的檢測(cè)效果最佳。整個(gè)裝置由以上幾個(gè)部件組裝而成，易拆除更換，便于攜帶。其工作原理是丙酮?dú)怏w被選擇性地吸附在涂膜材料C-乙基間苯二酚杯[4]芳烴/鄰苯二甲酸二壬酯上，產(chǎn)生的微小質(zhì)量變化會(huì)使傳感器的諧振頻率發(fā)生變化，以頻率變化值來(lái)計(jì)算所測(cè)氣樣中的丙酮濃度。該氣體傳感檢測(cè)裝置對(duì)丙酮?dú)怏w具有高靈敏度和寬檢測(cè)范圍，且選擇性、重現(xiàn)性和可逆性良好，可應(yīng)用于環(huán)境大氣中丙酮的監(jiān)測(cè)。?

在裝置的設(shè)計(jì)上，氮?dú)夂捅獨(dú)鈽拥膬蓚€(gè)進(jìn)氣管路的開關(guān)可獨(dú)立控制，氮?dú)夂捅獨(dú)鈽涌山惶孢M(jìn)入檢測(cè)瓶?jī)?nèi)。氮?dú)饪梢允刮皆谒鐾磕げ牧仙系谋獨(dú)怏w脫附，使傳感器諧振頻率恢復(fù)到初值。整個(gè)過(guò)程在5分鐘以內(nèi)就可以完成，隨后就能繼續(xù)用于下一次的檢測(cè)，所以該裝置能有效地減少檢測(cè)時(shí)間和簡(jiǎn)化操作過(guò)程。?

本實(shí)用新型的有益效果是，可以準(zhǔn)確、快速、連續(xù)地測(cè)定丙酮?dú)怏w的濃度，且裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于便攜和智能化改造，因而可用于環(huán)境大氣中丙酮的分析檢測(cè)、在線監(jiān)測(cè)等。?

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。?

圖1?是簡(jiǎn)易丙酮?dú)怏w檢測(cè)裝置的示意圖。?

圖2?是石英晶體傳感器的頻率變化值（以Hz表示）與丙酮?dú)怏w對(duì)應(yīng)濃度（ppm）的關(guān)系曲線圖。?

具體實(shí)施方式

圖1中1.氣樣進(jìn)氣管，2.氮?dú)膺M(jìn)氣管，3.氣樣進(jìn)氣管開關(guān)，4.氮?dú)膺M(jìn)氣管開關(guān)，5.干燥管，6.石英晶體傳感器，7.出氣管開關(guān)，8.橡膠塞，9.出氣管，10.檢測(cè)瓶，11.振蕩電路，12.直流電源，13.頻率計(jì)數(shù)器，14.?進(jìn)氣管1、2合并成的一路進(jìn)氣管。?

圖2是把19微克的C-乙基間苯二酚杯[4]芳烴/鄰苯二甲酸二壬酯涂敷于石英晶體傳感器上，通過(guò)加入丙酮標(biāo)準(zhǔn)樣品，可得到丙酮?dú)怏w濃度與響應(yīng)頻率變化值的關(guān)系曲線，該曲線擬合的方程為：?

y?=?-0.54236?+?0.03626?x

式中y表示丙酮的濃度(ppm)，x表示頻率變化值ΔF(Hz)。上述關(guān)系曲線是在室溫24℃時(shí)繪制的。