專利名稱：丙酸氣體靜態(tài)檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種丙酸氣體的靜態(tài)檢測裝置，該裝置能簡單快速地檢測出工業(yè)污染物中的丙酸氣體濃度。
背景技術(shù)：
丙酸廣泛存在于自然界，是烴的重要含氧衍生物，易燃，具腐蝕性、強刺激性，可致人體灼傷。在居民生活區(qū)和工業(yè)生產(chǎn)區(qū)是主要有毒空氣污染物之一，其高濃度蒸氣對人和動物的眼睛、皮膚和粘膜有強烈的刺激作用，對呼吸道和腸胃系統(tǒng)等有嚴重的腐蝕作用，可引起腹痛、咽炎、支氣管炎和肺水腫等癥；其液體可致嚴重眼損害，皮膚接觸可致灼傷，大量口服會出現(xiàn)惡心、嘔吐和腹痛等癥狀；對水體可造成污染，所以對環(huán)境和健康有嚴重危害性。美國職業(yè)安全與健康管理局(OSHA)規(guī)定空氣中所允許的丙酸氣體最大濃度為10 ppm(30 mg/m3)，因此對環(huán)境中微量丙酸氣體的靈敏監(jiān)測具有十分重要的意義。目前丙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(yīng)法等，這些常規(guī)分析方法往往由于操作復(fù)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(yīng)用，因而本實用新型提出了一種設(shè)備簡易、操作方便的丙酸氣體靜態(tài)檢測裝置，可通過靜態(tài)平衡吸附法方便、準確地測定出工業(yè)污染物中的丙酸氣體濃度。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種丙酸氣體靜態(tài)檢測裝置，該裝置設(shè)備簡易、操作方便，能在數(shù)分鐘內(nèi)準確地測定出丙酸氣體的濃度。為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種丙酸氣體靜態(tài)檢測裝置，該裝置包括帶閥門的進氣管和出氣管，氮氣經(jīng)過干燥器進入一個由超級恒溫器控溫的密閉檢測瓶內(nèi)，充滿后由出氣管排出，檢測時關(guān)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(nèi)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(nèi)進樣；由一個小型直流電源驅(qū)動的小風扇通過導(dǎo)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(dǎo)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(qū)動，并與頻率計數(shù)器相連接，構(gòu)成一個完整的傳感檢測回路。所述干燥器內(nèi)放置的干燥劑為無水CaCl2。所述小風扇的材質(zhì)是聚酯塑料，且驅(qū)動小風扇的小型直流電源的輸出電壓為f6V，驅(qū)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18冠6/鄰苯二甲酸二辛酯，其配比為0.Γ10:1，它可以通過氫鍵作用高靈敏、高選擇性地吸附丙酸氣體。該裝置通過靜態(tài)平衡吸附法可方便、準確地測定出丙酸氣體的濃度。
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(tài)檢測裝置的設(shè)計、AT切雙面被銀或被金壓電石英晶體傳感器的應(yīng)用和對丙酸氣體有特異吸附功能的苯并18冠6/鄰苯二甲酸二辛酯的使用。通過大量實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，涂敷在壓電石英晶體傳感器上的涂膜材料苯并18冠6/鄰苯二甲酸二辛酯的量為5 50 μ g。其主要工作原理是丙酸氣體能夠選擇性地吸附在所述敏感涂膜材料上，產(chǎn)生的細微小質(zhì)量變化會使傳感器的諧振頻率發(fā)生變化，以頻率變化值來計算所測氣樣中丙酸氣體的濃度。在裝置的設(shè)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18冠6/鄰苯二甲酸二辛酯涂膜材料上的丙酸氣體脫附，使傳感器諧振頻率恢復(fù)到初值。整個過程可以在幾分鐘內(nèi)完成，隨后就能用于下一次的檢測，所以該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，可以準確、快速地測定丙酸氣體的濃度，且裝置結(jié)構(gòu)簡單，檢測過程省時省力，非常方便。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。附

圖1是丙酸氣體靜態(tài)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(shù)器。
具體實施方式
如圖1所示，氮氣經(jīng)過干燥器3后進入一個由超級恒溫器4控溫的密閉檢測瓶5內(nèi)，一個小型直流電源13 (輸出電壓為3V)驅(qū)動的小風扇6懸置于檢測瓶5底部,檢測瓶5瓶口用橡膠塞8密封，橡膠塞8上安裝一個不銹鋼噴管10，噴管內(nèi)放置硅橡膠9供微量進樣器11進樣用，AT切雙面被銀壓電石英晶體傳感器7由密閉檢測瓶5引出，與由直流電源15 (輸出電壓為5V)驅(qū)動的TTL振蕩器14相連，TTL振蕩器14再與頻率計數(shù)器16相連接，構(gòu)成一個完整的傳感檢測回路。涂敷在壓電石英晶體傳感器上的涂膜材料為21 μ g苯并18冠6/鄰苯二甲酸二辛酯，其配比為3:1。要提到的是，石英晶體傳感器上的涂膜材料苯并18冠6/鄰苯二甲酸二辛酯是此傳感檢測的關(guān)鍵物質(zhì)，它可以通過氫鍵作用對丙酸氣體進行高靈敏地選擇性吸附。橡膠塞與檢測室、進出氣管與橡膠塞都是緊密相連的，以此保證檢測室的整體密閉性良好。具體檢測的操作過程如下:1.首先打開電源，使TTL振蕩器14起振，此時頻率計數(shù)器16會顯示出振蕩的頻率，然后打開氮氣進氣管I和出氣管2，待頻率顯示穩(wěn)定后關(guān)閉進氣管I和出氣管2，記錄下初始頻率值F1 ；2.通過微量進樣器11向檢測瓶5內(nèi)快速注入丙酸氣樣，待頻率穩(wěn)定后記錄下頻
率值F2 ；3.每個氣樣的頻率響應(yīng)值(AF)可由下式得出=AF=F1-F2，把Λ F代入到相應(yīng)的工作曲線方程中，即可計算出氣樣中丙酸氣體的濃度值；4.檢測完畢后打開氮氣進氣管I和出氣管2，使頻率計數(shù)器16顯示頻率恢復(fù)到初始頻率值F1，然后關(guān)閉所有氣路，以備下次檢測用。本實用新型可以應(yīng)用于環(huán)境大氣中丙酸氣體的靜態(tài)分析檢測。所使用的壓電石英晶體傳感器具有靈敏響應(yīng)特性，能及時反映出被檢測丙酸氣體的濃度。只要將丙酸氣樣注入密閉檢測瓶，就可以達到快速、準確檢測丙酸氣體的目的。
權(quán)利要求1.一種丙酸氣體靜態(tài)檢測裝置，該裝置包括帶閥門的進氣管(I)和出氣管(2)，氮氣經(jīng)過干燥器(3 )進入一個由超級恒溫器(4)控溫的密閉檢測瓶(5 )內(nèi)，充滿后由出氣管(2 )排出，檢測時關(guān)閉進氣管(I)和出氣管(2);檢測瓶(5)瓶口用橡膠塞(8)密封，橡膠塞(8)上安裝一個內(nèi)置硅橡膠(9)的不銹鋼噴管(10)，用微量進樣器(11)的針頭(12)穿過硅橡膠(9)可向檢測瓶(5)內(nèi)進樣；由一個小型直流電源(13)驅(qū)動的小風扇(6)通過導(dǎo)線穿過橡膠塞(8)，懸置于檢測瓶(5)底部；壓電石英晶體傳感器(7)通過導(dǎo)線穿過橡膠塞(8)懸置于檢測瓶(5)中部，并與TTL振蕩器(14)相連，TTL振蕩器(14)由直流電源(15)驅(qū)動，并與頻率計數(shù)器(16)相連接，構(gòu)成一個完整的傳感檢測回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙酸氣體靜態(tài)檢測裝置，其特征是:干燥器(3)內(nèi)放置的干燥劑為無水CaCl2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙酸氣體靜態(tài)檢測裝置，其特征是:小風扇(6)的材質(zhì)是聚酯塑料，且驅(qū)動小風扇(6)的小型直流電源(13)的輸出電壓為1 6V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙酸氣體靜態(tài)檢測裝置，其特征是:驅(qū)動TTL振蕩器(14)的直流電源(15)的輸出電壓是2 12V。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙酸氣體靜態(tài)檢測裝置，其特征是:所述壓電石英晶體傳感器(7)為AT切雙面被銀或被金的壓電石英晶體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的丙酸氣體靜態(tài)檢測裝置，其特征是:涂敷在壓電石英晶體傳感器(7)上的涂膜材料為苯并18冠6/鄰苯二甲酸二辛酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的丙酸氣體靜態(tài)檢測裝置，其特征是:涂敷在壓電石英晶體傳感器(7)上的涂膜材料苯并18冠6/鄰苯二甲酸二辛酯的量為5 50 μ g。
專利摘要本實用新型公開了一種丙酸氣體靜態(tài)檢測裝置，該裝置包括帶閥門的進氣管(1)和出氣管(2)，氮氣經(jīng)過干燥器(3)進入一個由超級恒溫器(4)控溫的密閉檢測瓶(5)；檢測瓶(5)瓶口用橡膠塞(8)密封，橡膠塞(8)上安裝一個內(nèi)置硅橡膠(9)的不銹鋼噴管(10)，用微量進樣器(11)進樣；壓電石英晶體傳感器(7)懸置于檢測瓶(5)中部，與TTL振蕩器(14)和頻率計數(shù)器(16)相連，構(gòu)成傳感檢測回路。其中，壓電石英晶體傳感器(7)上的涂膜材料為苯并18冠6/鄰苯二甲酸二辛酯，通過氫鍵作用高靈敏、高選擇性地吸附丙酸氣體。該裝置通過靜態(tài)平衡吸附法可方便、準確地檢測出工業(yè)污染物中的丙酸氣體濃度。
文檔編號G01N5/02GK202939104SQ201220620418
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者曹忠, 周婷, 鄧婷, 曹婷婷, 龍姝 申請人:長沙理工大學(xué)