[發明專利]有毒有害氣體檢測的筆式檢測儀及其檢測方法

在審

• 申請號: 201610982062.6
• 申請日: 2016-11-08
• 公開（公告）號: CN108072646A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 馮亮;孟虎
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N21/78
• 分類號: G01N21/78
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種有毒有害氣體檢測的筆式檢測儀，其特征在于：筆式檢測儀包括中空的筆體(1)、顯示屏(2)、電池(3)、微型空氣泵(4)、單片機(5)、顏色傳感器(6)、LED背光燈(7)以及檢測芯片模塊(8)，檢測芯片模塊(8)為中空的透明盒體，盒體內裝載有載體板，載體板含有可與有毒有害氣體發生顯色反應的指示劑；

所述顯示屏(2)固定在筆體(1)外壁面上；

電池(3)、微型空氣泵(4)、單片機(5)、顏色傳感器(6)、LED背光燈(7)置于筆體(1)腔內；

筆體(1)上有用于安裝與拆卸檢測芯片模塊(8)的開口，安裝與拆卸檢測芯片模塊(8)的開口處設有進氣管Ⅰ；

筆體(1)上開有進氣管Ⅱ，進氣管Ⅱ一端通過軟管與微型空氣泵(4)的進口端連接，微型空氣泵(4)的出口端與進氣管Ⅰ連接；

檢測芯片模塊(8)開有進氣口和出氣口，進氣管Ⅰ插入進氣口，用于通入待測氣體，廢氣從出氣口排出；

檢測芯片模塊(8)置于顏色傳感器(6)和LED背光燈(7)之間。

2.根據權利要求1所述的用于檢測有毒有害氣體的筆式檢測儀，其特征在于：所述用于安裝與拆卸檢測芯片模塊(8)的開口設置在筆體的一端。

3.根據權利要求1所述的用于檢測有毒有害氣體的筆式檢測儀，其特征在于：單片機(5)通過排線分別與顯示屏(2)、微型空氣泵(4)、顏色傳感器(6)、LED背光燈(7)連接。

4.根據權利要求1所述的用于檢測有毒有害氣體的筆式檢測儀，其特征在于：所述電池(3)為鋰電池或堿性電池。

5.根據權利要求1所述的用于檢測有毒有害氣體的筆式檢測儀，其特征在于：待測氣體由微型空氣泵(4)以固定的流速抽至檢測芯片模塊(8)內，并與檢測芯片模塊(8)內的指示劑發生反應，使得指示劑的顏色產生變化，通過顏色傳感器(6)對指示劑的顏色變化進行捕捉，并經一定的算法轉換成濃度值在顯示屏(2)中顯示。

6.根據權利要求1所述的用于檢測有毒有害氣體的筆式檢測儀，其特征在于：通過安裝與拆卸含有不同指示劑的檢測芯片模塊(8)對不同有毒有害氣體進行定性定量分析。

7.根據權利要求1所述的用于檢測有毒有害氣體的筆式檢測儀，其特征在于：所述單片機(5)用于控制微型空氣泵(4)的流量大小及開關、LED背光燈(7)的開關、將顏色傳感器(6)的信號進行數據采集及處理、將結果傳送給顯示屏(2)進行顯示；

顏色傳感器(6)為將彩色光轉換成電信號頻率的可編程轉換器芯片，準確讀出檢測芯片模塊(8)內指示劑的顏色值。

8.根據權利要求1所述的用于檢測有毒有害氣體的筆式檢測儀，其特征在于：所述載體板選自能夠固載指示劑的材料，優選為聚偏氟乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚酯薄膜、聚碳酸酯、濾紙中的一種。

9.根據權利要求1所述的用于檢測有毒有害氣體的筆式檢測儀，其特征在于：所述LED背光燈(7)為貼片式LED或燈珠式LED。

10.一種權利要求1-9任一所述筆式檢測儀的檢測方法，其特征在于：

1)制備含有指示劑的固載溶液，所述固載溶液通常由溶膠凝膠或高分子聚合物溶液構成；

2)用移液槍吸取指示劑固載溶液滴涂在載體板上，待載體板上的有機溶劑揮發完全后，將固載有指示劑的載體板放入避光的密閉容器中，氮氣環境保護下老化，室溫避光保存、備用；

3)將固載有指示劑的載體板裁切成與檢測芯片模塊(8)透明盒體底部相同或相當的大小，并放入檢測芯片模塊(8)盒體底部，扣好盒蓋，四邊密封，兩側分別開有進氣口與出氣口，用膠墊密封，最終得到檢測芯片模塊(8)；

4)取檢測芯片模塊(8)插入筆式檢測儀中，并由微型空氣泵(4)向筆式檢測儀中抽入待測的有毒有害氣體，用顏色傳感器(6)對通入的有毒有害氣體前后指示劑的顏色變化進行捕捉，獲得通入有毒有害氣體后指示劑的顏色值RGB，將指示劑顏色的初始RGB值與通入有毒有害氣體后的RGB值進行差減，從而得到指示劑的顏色變化值△R、△G以及△B，利用公式計算得到通入不同濃度有毒有害氣體后指示劑的顏色變化值，其中，ED為歐幾里得距離(Euclidean Distance)，以有毒有害氣體的濃度值為橫坐標，以ED值為縱坐標得到一定濃度范圍內的標準曲線，再于同樣環境條件下，通入待測有毒有害氣體對其進行檢測，如顯色代表含有同種有毒有害氣體，且于筆式檢測儀的顯示屏中顯示出該有毒有害氣體的濃度值。