[實用新型]甲醛氣體靜態檢測傳感器

有效

• 申請號: 201320243881.0
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號: CN203203894U
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 曹忠;伍娉;朱爽麗;高妮;曹婷婷;何婧琳
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N5/02
• 分類號: G01N5/02
• 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醛氣體的靜態檢測傳感器，該傳感器能簡單快速地檢測出大氣環境中的甲醛氣體濃度。

背景技術

甲醛的結構簡式為HCHO，俗稱福爾馬林，是無色、具有強烈氣味的刺激性氣體，吸入高濃度甲醛后，會出現呼吸道的嚴重刺激和水腫、眼刺痛、頭痛，也可發生支氣管哮喘，孕婦長期吸入可能導致新生嬰兒畸形，甚至死亡，已經被世界衛生組織確定為致癌和致畸形物質，是公認的變態反應源，也是潛在的強致突變物之一。隨著人們居住條件的改善，裝修材料和家具中釋放出的甲醛對人們生活環境的影響已日益嚴重。美國職業安全與健康管理局（OSHA）規定空氣中所允許的甲醛最大濃度為0.75ppm，因此對環境大氣中微量甲醛氣體的靈敏監測具有十分重要的意義。目前檢測甲醛的方法很多，氣相色譜、光譜、質譜等大型儀器分析檢測方法雖然比較準確，但現場檢測難度大，成本高，價格昂貴，不利于推廣應用。因而本實用新型提出了一種制作簡易、操作方便的甲醛氣體靜態檢測傳感器，可通過靜態平衡吸附法方便、準確地測定出大氣環境中的甲醛氣體濃度。

發明內容

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

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種甲醛氣體靜態檢測傳感器，該傳感器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；甲醛氣體靜態檢測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硫酸鎂。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為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。所述甲醛氣體靜態檢測傳感器為涂膜壓電石英晶體傳感器，該傳感器包括一個石英晶體片，其雙面是金屬鍍膜膜層，所述金屬鍍膜膜層表面上的涂膜材料為鄰苯二甲酸二辛酯膜層，鄰苯二甲酸二辛酯膜層表面為連苯三酚杯[4]芳烴膜層。所述石英晶體片為AT切型壓電石英晶體，所述金屬鍍膜膜層為鍍金或鍍銀膜層，厚度為30~300?nm。且所述涂膜材料鄰苯二甲酸二辛酯膜層與連苯三酚杯[4]芳烴膜層的質量比為0.1~10:1，所述涂膜材料連苯三酚杯[4]芳烴膜層的涂敷量為5~50?μg，它可以通過氫鍵作用高靈敏、高選擇性地吸附甲醛氣體。該傳感器通過靜態平衡吸附法可方便、準確地測定出甲醛氣體的濃度。

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、AT切型雙面鍍銀或鍍金壓電石英晶體傳感器的應用和對甲醛氣體有特異吸附功能的連苯三酚杯[4]芳烴/鄰苯二甲酸二辛酯的使用。其主要工作原理是甲醛氣體能夠選擇性地吸附在所述涂膜材料上，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醛氣體的濃度。

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。氮氣可以使吸附在連苯三酚杯[4]芳烴/鄰苯二甲酸二辛酯涂膜材料上的甲醛氣體脫附，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，所以該傳感器裝置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，該傳感器具有制作簡單、成本低廉、靈敏度高和穩定性好等優點，可以準確、快速地測定出甲醛氣體的濃度，且檢測過程省時省力，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是傳感器檢測裝置的示意圖。

附圖2是甲醛氣體靜態檢測傳感器的剖面示意圖。

附圖1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.?甲醛氣體靜態檢測傳感器，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。

附圖2中，71.?石英晶體片，72.?金屬鍍膜膜層，73.?鄰苯二甲酸二辛酯膜層，74.?連苯三酚杯[4]芳烴膜層。

具體實施方式