一种空气中甲醛含量快速准确检测的方法和系统与流程

本发明涉及一种气体浓度检测方法，尤其是涉及一种空气中甲醛含量快速准确检测的方法和系统。

背景技术：

甲醛(HCHO)在化学工业中有着广泛的应用，其相关的产品在家庭中广泛使用，如乳胶漆、建筑材料及板材当中。随着人们对家庭装修的不断重视，室内甲醛污染逐渐增加，严重危害到了人们的身体健康。

由于甲醛是一种无色无味的气体，人体难以察觉，只能通过检测设备监测其浓度。虽然大型仪器可以准确的检测出空气中的甲醛浓度，然而其操作步骤复杂、要求专业人员操作且测量费用较高，难以普及应用。为了方便消费者的使用，目前市场上出现了甲醛检测盒装置，其主要选用甲醛吸收剂吸收空气中的甲醛，再加入显色剂使其显色，最后根据溶液的颜色和比色卡比对，从而得到空气中甲醛的浓度，如公开日为2011年11月30日，公开号为CN102262088A的中国专利中，公开了一种甲醛快速检测装置及其制作方法。虽然这一方法操作简单，然而由于显色反应当中颜色的变化不明显，在低浓度下肉眼难以直观辨别，导致检测结果不准确，难以满足消费者对甲醛浓度准确检测的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种能够快速、准确的检测空气中甲醛含量的方法和系统。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该空气中甲醛含量快速准确检测的方法的特点在于：所述方法的步骤如下：

S1：采用甲醛吸收剂静置于空气中，吸收空气中的甲醛，经过一段时间的吸收之后加入显色剂进行反应得到显色的检测溶液；

S2：采用观察卡结合颜色识别系统得到显色溶液的颜色数据；

S3：将上述得到的显色溶液的颜色数据与标准数据库进行比对，然后经过计算得到空气中精确的甲醛浓度检测数据。

作为优选，本发明所述的甲醛吸收剂和显色剂可以分别选用如下几组试剂：

作为优选，本发明所述甲醛吸收剂的浓度范围，显色剂的浓度范围，以及甲醛吸收剂和显色剂的质量比如下：

作为优选，本发明所述甲醛吸收剂的用量和显色剂的用量的质量比为1∶(4-20)。

作为优选，本发明所述甲醛吸收剂吸收甲醛的时间为3-30min，所述甲醛吸收剂和显色剂的反应时间为10-30min。

作为优选，本发明所述观察卡上含有基准色点和比色盒，其中基准色点采取固定色值的颜色印刷，比色盒内盛放上述甲醛吸收剂和显色剂，用于进行吸收甲醛并进行显色反应；颜色识别系统包括摄像装置、图片处理单元、色值识别单元、偏色校正单元、标准校正单元、数据分析单元、数据输出单元和显示装置；其中，摄像装置用于拍摄基准色点和比色盒中检测溶液的同框图片，图片处理单元可以在获得图片之后截取基准色点和检测溶液的颜色待用，色值识别单元用于识别上述截取的基准色点和检测溶液的色值，偏色校正单元可以自动校正图片中的色偏，克服在照片拍摄过程中由于光线和摄像头摆放位置的原因而造成的颜色差别问题，使照片中的光线和颜色恢复至自然光状态，标准校正单元则用于根据预设的基准色数据和本次识别的基准色数据进行比较，将基准色色值数据校正至预设值，且计算出校正系数，根据该校正系数将图片中检测溶液的色值校正至实际值；数据分析单元则根据校正之后所得到的检测溶液的实际色值，并参照甲醛吸收反应时间与标准数据库进行比对查询，计算得到相对应的空气中甲醛浓度数值；数据输出单元则将上述检测到的甲醛浓度数值进行输出，最后在显示单元中进行直观显示。

作为优选，本发明所述基准色点为印刷在观察卡上的一个带颜色的点。

作为优选，本发明所述显色盒为无色透明盒子，所述显示装置采用软件载体上的显色装置。

作为优选，本发明所述标准数据库为甲醛吸收剂吸收不同甲醛浓度进行显色所得到的甲醛浓度和色值之间的数据库。

一种空气中甲醛含量快速准确检测的系统，其结构特点在于：包括摄像装置、图片处理单元、色值识别单元、偏色校正单元、标准校正单元、数据分析单元、数据输出单元和显示装置；其中，摄像装置用于拍摄基准色点和比色盒中检测溶液的同框图片，图片处理单元可以在获得图片之后截取基准色点和检测溶液的颜色待用，色值识别单元用于识别上述截取的基准色点和检测溶液的色值，偏色校正单元可以自动校正图片中的色偏，克服在照片拍摄过程中由于光线和摄像头摆放位置的原因而造成的颜色差别问题，使照片中的光线和颜色恢复至自然光状态，标准校正单元则用于根据预设的基准色数据和本次识别的基准色数据进行比较，将基准色色值数据校正至预设值，且计算出校正系数，根据该校正系数将图片中检测溶液的色值校正至实际值；数据分析单元则根据校正之后所得到的检测溶液的实际色值，并参照甲醛吸收反应时间与标准数据库进行比对查询，计算得到相对应的空气中甲醛浓度数值；数据输出单元则将上述检测到的甲醛浓度数值进行输出，最后在显示单元中进行直观显示。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、采用显色检测法结合软件识别检测溶液的颜色，使得准确识别检测溶液颜色，并将其量与标准数据库进行比较，达到准确检测的目的；2、采用偏色校正和标准校正处理图片，克服在拍照和显色过程中的误差，使得检测结果更准确；3、建立准确的数据库资源，保证了检测结果的准确性。

采用甲醛吸收剂吸收空气中的甲醛，再用显色剂与之反应显示出相应的颜色；将显色溶液和显色基准色点进行拍照，上传照片并采用智能化软件识别照片中的基准色点和显色溶液的颜色，并自动截取这两个颜色；将上述截取的图片进行偏色校正还原照片的偏差，使得到的照片的光照统一，还原自然光条件下的颜色；识别上述色偏校正之后的基准色点和溶液颜色的数据，并根据原始基准色点颜色值数据校正其印刷的颜色误差，得出校正系数，根据相同的校正系数得出溶液显色的颜色系数数据；将上述得到的溶液颜色系数和标准数据库相比对后进行相关计算，得出所检测空气中的甲醛浓度值数据，达到精确检测空气中甲醛浓度的目的。

附图说明

图1是本发明中甲醛检测反应的流程示意图。

图2是实施例中观察卡示意图。

图3是本发明的甲醛浓度检测识别系统模块组成示意图。

图4是本发明的甲醛浓度检测识别流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1。

本实施例空气中甲醛含量快速准确检测的方法如下。

数据库的建设：采用乙酰丙酮法测试甲醛含量，选用不含有机物的重蒸馏水为甲醛吸收液，pH＝6的乙酰丙酮溶液为显色剂。选用一个体积为3m³的密封仓作为测试仓，采用甲醛发生器产生甲醛用于测试，采用紫外分光光度计测试吸光度检测吸收溶液的吸光度。采用甲醛发生器产生甲醛并通入测试仓内使其中甲醛浓度为0.01ppm，将5mL不含有机物的重蒸馏水的小盒子放置于测试仓内，静置30min后取出，向其中加入1mL体积浓度为0.25％的乙酰丙酮溶液，沸水浴加热3min，室温冷却后采用紫外分光光度计测试吸光度检测吸收溶液的吸光度并记录。重复多个浓度下的测试实验，记录所有的测试数据，得到数据库。

采用一个透明的带盖密封小盒子盛放不含有机物的重蒸馏水。采用一张卡片作为观察卡，其上包含一个固定cmyk色值为c:0m:100y:100k:0的大红色基准色点，一个尺寸与盛放吸收液的透明小盒子相匹配的小孔。利用甲醛发生器在测试仓内制备甲醛，使得其内部甲醛的溶度达到0.20ppm，采用上述相同的试剂盒方法进行吸收和显色反应，最后将小盒子置于观察板上相对应的位置。

在手机上安装相应的溶液颜色识别软件，用拍照功能拍摄观察卡的照片，使统一相框里同时包含了上述比色基准点和检测溶液，将照片上传至软件进行处理。首先进行图片的截图处理，分别截取比色基准点和检测溶液的内容；对这两部分依次进行色值提取，得到相应的色值测量色值数据；再将上述截图处理之后的部分进行偏色校正处理，使得图片还原为初始颜色；将上述色值提取步骤中得到的基准点色值测量色值数据与其固定的cmyk色值进行比对，将测量色值数据校正为固定的cmyk色值，并得到校正系数，根据相同的校正系数和方法校正检测溶液的色值数据，最后得到准确的色值检测数据，最后将得到的色值检测数据和色值-浓度数据库进行比对得到所检测的空气中甲醛浓度数据值为0.19ppm。

实施例2。

本实施例空气中甲醛含量快速准确检测的方法如下。

数据库的建设：采用酚试剂法测试甲醛含量，选用酚试剂为甲醛吸收液，盐酸酸化的硫酸高铁铵为显色剂。选用一个体积为3m³的密封仓作为测试仓，采用甲醛发生器产生甲醛用于测试，采用紫外分光光度计测试吸光度检测吸收溶液的吸光度。采用甲醛发生器产生甲醛并通入测试仓内使其中甲醛浓度为0.05ppm，上述装有5mL浓度为0.1g/L的酚试剂溶液的小盒子放置于测试仓内，静置30min后取出，向其中加入0.8mL质量分数为1％的硫酸高铁铵溶液，混合均匀之后静置10min后，采用紫外分光光度计测试吸光度检测吸收溶液的吸光度并记录。重复多个浓度下的测试实验，记录所有的测试数据，得到数据库。

采用一个透明的带盖密封小盒子盛放酚试剂溶液。采用一张卡片作为观察卡，其上包含一个固定cmyk色值为c:0m:0y:100k:0的大黄色基准色点，一个尺寸与盛放吸收液的透明小盒子相匹配的小孔。利用甲醛发生器在测试仓内制备甲醛，使得其内部甲醛的溶度达到0.050ppm，采用上述相同的试剂盒方法进行吸收和显色反应，最后将小盒子置于观察板上相对应的位置。

采用已经安装了上述软件的手机经过拍摄-截图-偏色校正-色值校正-数据库比对之后得到所检测的空气中甲醛浓度数据值为0.048ppm。

实施例3。

本实施例空气中甲醛含量快速准确检测的方法如下。

数据库的建设：采用AHMT法测试甲醛含量，选用三乙醇胺，偏重亚硫酸钠和乙二胺四乙酸二钠作为吸收液，采用KOH和AHMT的混合液作为显色剂。选用一个体积为3m³的密封仓作为测试仓，采用甲醛发生器产生甲醛用于测试，采用紫外分光光度计测试吸光度检测吸收溶液的吸光度。采用甲醛发生器产生甲醛并通入测试仓内使其中甲醛浓度为0.08ppm，将上述装有5mL含1g/L三乙醇胺、0.25g/L偏重亚硫酸钠和0.25g/L乙二胺四乙酸二钠溶液的小盒子放置于测试仓内，静置30min后取出，向其中加入1.0mL浓度为5mol/L的氢氧化钾溶液和1.0mL质量分数0.5％的AHMT溶液，混合均匀之后静置20min，再加入0.3mL质量分数1.5％的高碘酸钾溶液，混合均匀之后静置5min后，采用紫外分光光度计测试吸光度检测吸收溶液的吸光度并记录。重复多个浓度下的测试实验，记录所有的测试数据，得到数据库。

采用一个透明的带盖密封小盒子盛放三乙醇胺，偏重亚硫酸钠和乙二胺四乙酸二钠混合溶液。采用一张卡片作为观察卡，其上包含一个固定cmyk色值为c:100m:0y:0k:0的纯蓝色基准色点，一个尺寸与盛放吸收液的透明小盒子相匹配的小孔。利用甲醛发生器在测试仓内制备甲醛，使得其内部甲醛的溶度达到0.080ppm，采用上述相同的试剂盒方法进行吸收和显色反应，最后将小盒子置于观察板上相对应的位置。

采用已经安装了上述软件的手机经过拍摄-截图-偏色校正-色值校正-数据库比对之后得到所检测的空气中甲醛浓度数据值为0.082ppm。

实施例4。

参见图1至图4，本实施例中的空气中甲醛含量快速准确检测的方法的步骤如下：

S1：采用甲醛吸收剂静置于空气中，吸收空气中的甲醛，经过一段时间的吸收之后加入显色剂进行反应得到显色的检测溶液。

S2：采用观察卡结合颜色识别系统得到显色溶液的颜色数据。

S3：将上述得到的显色溶液的颜色数据与标准数据库进行比对，然后经过计算得到空气中精确的甲醛浓度检测数据。

本实施例中的甲醛吸收剂和显色剂可以分别选用如下几组试剂：

本实施例中的观察卡上含有基准色点和比色盒，其中基准色点采取固定色值的颜色印刷，比色盒内盛放上述甲醛吸收剂和显色剂，用于进行吸收甲醛并进行显色反应；颜色识别系统包括摄像装置、图片处理单元、色值识别单元、偏色校正单元、标准校正单元、数据分析单元、数据输出单元和显示装置；其中，摄像装置用于拍摄基准色点和比色盒中检测溶液的同框图片，图片处理单元可以在获得图片之后截取基准色点和检测溶液的颜色待用，色值识别单元用于识别上述截取的基准色点和检测溶液的色值，偏色校正单元可以自动校正图片中的色偏，克服在照片拍摄过程中由于光线和摄像头摆放位置的原因而造成的颜色差别问题，使照片中的光线和颜色恢复至自然光状态，标准校正单元则用于根据预设的基准色数据和本次识别的基准色数据进行比较，将基准色色值数据校正至预设值，且计算出校正系数，根据该校正系数将图片中检测溶液的色值校正至实际值；数据分析单元则根据校正之后所得到的检测溶液的实际色值，并参照甲醛吸收反应时间与标准数据库进行比对查询，计算得到相对应的空气中甲醛浓度数值；数据输出单元则将上述检测到的甲醛浓度数值进行输出，最后在显示单元中进行直观显示。

本实施例中的甲醛吸收剂的浓度范围，显色剂的浓度范围，以及甲醛吸收剂和显色剂的质量比可以如下表所示：

本发明中甲醛吸收剂的用量和显色剂的用量的质量比可以为1∶(4-20)。甲醛吸收剂吸收甲醛的时间可以为3-30min。甲醛吸收剂和显色剂的反应时间可以为10-30min。基准色点可以为印刷在观察卡上的一个带颜色的圆点。显色盒可以为无色透明盒子，显示装置可以采用软件载体上的显色装置。标准数据库可以为甲醛吸收剂吸收不同甲醛浓度进行显色所得到的甲醛浓度和色值之间的数据库。

本实施例中的空气中甲醛含量快速准确检测的系统包括摄像装置、图片处理单元、色值识别单元、偏色校正单元、标准校正单元、数据分析单元、数据输出单元和显示装置；其中，摄像装置用于拍摄基准色点和比色盒中检测溶液的同框图片，图片处理单元可以在获得图片之后截取基准色点和检测溶液的颜色待用，色值识别单元用于识别上述截取的基准色点和检测溶液的色值，偏色校正单元可以自动校正图片中的色偏，克服在照片拍摄过程中由于光线和摄像头摆放位置的原因而造成的颜色差别问题，使照片中的光线和颜色恢复至自然光状态，标准校正单元则用于根据预设的基准色数据和本次识别的基准色数据进行比较，将基准色色值数据校正至预设值，且计算出校正系数，根据该校正系数将图片中检测溶液的色值校正至实际值；数据分析单元则根据校正之后所得到的检测溶液的实际色值，并参照甲醛吸收反应时间与标准数据库进行比对查询，得到相对应的空气中甲醛浓度数值；数据输出单元则将上述检测到的甲醛浓度数值进行输出，最后在显示单元中进行直观显示。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。