[實用新型]甲酸氣體靜態檢測傳感器

有效

• 申請號: 201220548933.0
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN202903734U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 曹忠;周婷;龍姝;何婧琳;曾利紅;王君霞
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N27/60
• 分類號: G01N27/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種甲酸氣體的靜態檢測傳感器，該傳感器能簡單快速地檢測出工業污染物中的甲酸氣體濃度。?

背景技術

甲酸是居民生活區和工業生產區常見的一種揮發性有機污染物，它主要源自含醇混合油料的不完全燃燒、有機物的不完全燃燒和不完全氧化、有機合成中的脫酸過程和蟻類的生理代謝。甲酸是人體甲醇中毒的代謝產物，是法醫鑒定甲醇中毒的依據，其對人和動物的眼睛、皮膚和粘膜有強烈的刺激作用，對呼吸道和腸胃系統等有嚴重的腐蝕作用，可引起急性肺炎和休克等癥狀。甲酸在工作場所所允許的最大濃度是5?ppm(9?mg/m³)，因此對微量甲酸氣體的靈敏監測具有十分重要的意義。目前甲酸的測定方法主要有酸堿滴定法，離子色譜法，紅外光譜法，高效液相色譜法，毛細管電泳法，吸收光度法以及酶反應法等，這些常規分析方法往往由于操作復雜、耗時長、樣品用量大、使用條件苛刻等因素限制了其實際應用，因而本實用新型提出了一種設備簡易、操作方便的甲酸氣體靜態檢測傳感器，可通過靜態平衡吸附法方便、準確地測定出工業污染物中的甲酸氣體濃度。?

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種甲酸氣體靜態檢測傳感器，該傳感器設備簡易、操作方便，能在數分鐘內準確地測定出甲酸氣體的濃度。?

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種甲酸氣體靜態檢測傳感器，其特征是：涂敷在壓電石英晶體傳感器上的涂膜材料為苯并15冠5/鄰苯二甲酸二壬酯，其配比為0.1~10:1，且涂敷在壓電石英晶體傳感器上的涂膜材料苯并15冠5/鄰苯二甲酸二壬酯的量為5~50μg。所使用的檢測裝置包括帶閥門的進氣管和出氣管，氮氣經過干燥器進入一個由超級恒溫器控溫的密閉檢測瓶內，充滿后由出氣管排出，檢測時關閉進氣管和出氣管；檢測瓶瓶口用橡膠塞密封，橡膠塞上安裝一個內置硅橡膠的不銹鋼噴管，用微量進樣器的針頭穿過硅橡膠可向檢測瓶內進樣；由一個小型直流電源驅動的小風扇通過導線穿過橡膠塞，懸置于檢測瓶底部；壓電石英晶體傳感器通過導線穿過橡膠塞懸置于檢測瓶中部，并與TTL?振蕩器相連，TTL振蕩器由直流電源驅動，并與頻率計數器相連接，構成一個完整的傳感檢測回路。所述干燥器內放置的干燥劑為無水CaCl₂。所述小風扇的材質是聚酯塑料，且驅動小風扇的小型直流電源的輸出電壓為1~6V，驅動TTL?振蕩器的直流電源的輸出電壓是2~12V。而且，橡膠塞與檢測瓶、進氣管和出氣管與橡膠塞都是緊密相連的，以此保證檢測瓶的整體密閉性良好。所述壓電石英晶體傳感器為AT切雙面被銀或被金的壓電石英晶體，涂敷在壓電石英晶體傳感器上的涂膜材料為苯并15冠5/鄰苯二甲酸二壬酯，其配比為0.1~10:1，它可以通過氫鍵作用高靈敏、高選擇性地吸附甲酸氣體。該傳感器通過靜態平衡吸附法可方便、準確地測定出甲酸氣體的濃度。?

整個裝置由以上幾個部件組裝而成，易拆除更換，便于攜帶。其特征是靜態檢測傳感器的設計、應用和對甲酸氣體有特異吸附功能的苯并15冠5/鄰苯二甲酸二壬酯的使用。通過大量實驗數據發現，涂敷在壓電石英晶體傳感器上的涂膜材料苯并15冠5/鄰苯二甲酸二壬酯的量為5~50μg。其主要工作原理是甲酸氣體能夠選擇性地吸附在所述敏感涂膜材料上，產生的細微小質量變化會使傳感器的諧振頻率發生變化，以頻率變化值來計算所測氣樣中甲酸氣體的濃度。?

在裝置的設計上，氮氣由進氣管進入檢測室，待測氣樣由微量進樣器注入。氮氣可以使吸附在苯并15冠5/鄰苯二甲酸二壬酯涂膜材料上的甲酸氣體脫附，使傳感器諧振頻率恢復到初值。整個過程可以在幾分鐘內完成，隨后就能用于下一次的檢測，所以該傳感器能有效地縮短檢測時間和簡化操作過程。?

本實用新型的有益效果是，可以準確、快速地測定甲酸氣體的濃度，且傳感器結構簡單，檢測過程省時省力，非常方便。?

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。?

附圖1是甲酸氣體靜態檢測裝置的示意圖。?

其中1.?進氣管，2.?出氣管，3.?干燥器，4.?超級恒溫器，5.?檢測室，6.?小風扇，7.?壓電石英晶體傳感器，8.?橡膠塞，9.?硅橡膠，10.?不銹鋼噴管，11.?微量進樣器，12.?針頭，13.?小型直流電源，14.?TTL?振蕩器，15.?直流電源，16.?頻率計數器。?

具體實施方式