一种用于检测空气中甲醛浓度的设备的制作方法

本发明涉及一种气体检测设备，具体涉及一种用于检测空气中甲醛浓度的设备。

背景技术：

国家2006年颁布实施的《民用建筑工程室内环境污染控制规范》列出五种主要污染物：甲醛、苯、氨气、总挥发性有机化合物tvoc、放射性氡等。甲醛是一种无色气体，有特殊的刺激气味，甲醛的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用，甲醛在室内达到一定浓度时，人就有不适感，大于0.08mg/m³的甲醛浓度可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等。新装修的房间甲醛含量较高，是众多疾病的主要诱因。长期在含有甲醛的环境中生活，会对人体产生极大的危害，因此甲醛浓度的准确测量具有重要的意义。

现有技术中的甲醛气体的测量方法主要有分光光度法、电化学法及色谱法等，分光光度法测定的最大优点是操作简便、性能稳定、误差小，但是灵敏度低、吸收液容易显色不完全。电化学传感器法响应速度快，但是受到干扰较大，定量检测数据误差较大。甲醛测试盒的操作简单、使用方便，适合个人及家庭检测甲醛，但其检测结果的准确性和反应剂、显色剂是否稳定、反应时间、包装是否严密、操作是否正确等多种因素有关系。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于化学吸收原理的用于检测空气中甲醛浓度的设备，实现提高甲醛检测设备的灵敏度、检测精度和响应速度的目的。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种用于检测空气中甲醛浓度的设备，包括气体取样模块、甲醛吸收模块和检测模块；所述气体取样模块包括风机和气体储样罐，所述甲醛吸收模块包括u型储液管和甲醛吸收单元，所述甲醛吸收单元由下至上包括填料吸收层、气液分离器，所述检测模块包括避光壳体、显色剂储液器和分光光度计；所述风机一端连有气体储样罐，该气体储样罐设有气体进样阀门，所述气体储样罐又连有甲醛吸收单元中的气液分离器，所述风机另一端连有u型储液管，该u型储液管又与甲醛吸收单元中的填料吸收层相连，所述u型储液管的‘u’底端设有带有取样阀的流出管，该流出管直接插入避光壳体中，该避光壳体中还设有流出口直接流入底部一侧的分光光度计中，该避光壳体上部一侧还设有显色剂储液器，该显色剂储液器中的显色剂通过流入管进入至避光壳体内，所述避光壳体底端设有排液管，且该流出管上设有排液阀门，避光壳体内的液体在排液阀门打开的状态下直接流入废液槽中。

进一步的，所述气液分离器上部还设有雾沫夹带器，该雾沫夹带器直接与u型储液管相连。

进一步的，所述雾沫夹带器上部管道还设有清洗阀。

进一步的，所述填料吸收层填装常规规整填料或散堆填料。

进一步的，所述常规规整填料包括纤维波纹填料等，整块堆砌于反应分离模块中，填料经过表面处理后，具有良好的润湿性；所述散堆填料由5mm玻璃丝环组成，每个填料单元内具有不规则孔道，促进流体间混合。

进一步的，所述甲醛吸收液存放于甲醛吸收模块，其为3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙盐酸盐水合物的水溶液，浓度为0.1～0.5wt%。

进一步的，所述显色剂成分为硫酸铁铵溶液，浓度为0.1～2wt%。

优选的，所述气体储样罐（11）容积为25l，所述取样过程为10～20分钟；所述气体试样在设备中循环吸收20～60分钟；所述显色剂用量为0.1～0.5ml；甲醛吸收液用量为40～80ml。

上述检测设备的工作过程为：首先对该设备的检测模块进行清洗，打开清洗阀取样阀，和清洗液由清洗阀灌入，对吸收模块和检测模块进行清洗，再打开排液阀门，清洗液流入检测器废液槽中；然后关闭取样阀和排液阀门，由清洗阀加入甲醛吸收液，甲醛吸收液进入到u型储液管中，之后再关闭清洗阀；再打开风机和气体进样阀门，环境中的空气在风机的作用下进入到气体储样罐，充满整个气体储样罐后，关闭气体进样阀门，在风机的鼓吹作用下，气体储样罐中的气体试样在检测设备中循环，u型储液管中的甲醛吸收液在风压作用下进入甲醛吸收模块，气体试样与甲醛吸收液在甲醛吸收模块的填料吸收层充分接触，使空气中的甲醛被吸收液完全吸收，然后气液混合物在风机的带动下由下而上经过气液分离器和除雾沫夹带器，使得气液完全分离，气体试样回到气体储样罐，然后进行循环操作，循环吸收操作完成后，打开取样阀，使甲醛吸收液流入避光壳体中，甲醛吸收液在避光壳体中与显色剂发生显色反应，显色反应完成后通过分光光度计检测显色浓度，检测完成后打开排液阀门排出废液进入废液槽中。

本发明的有益效果：本发明基于甲醛溶液与酚试剂和显色剂之间的化学反应显色原理，具有极高的检测灵敏度与选择性。含甲醛气体取样模块在风机带动下将气体试样在整个设备中循环，利用甲醛吸收模块可以使空气中的甲醛充分被甲醛吸收液吸收；气体试样在设备中的循环吸收保证了甲醛气体的充分吸收，气体试样和吸收液在甲醛吸收模块的吸收层中充分接触，提高空气中的甲醛的吸收效率，然后气液混合物在气液分离器和除雾沫夹带器中完全分离，气体试样回到气体储样罐进行循环操作，极大提高了甲醛气体吸收效率与甲醛溶液的实时性，提高了检测灵敏度；在检测模块中，甲醛吸收液在特定的避光壳体中与显色剂发生显色反应，在壳体中设有分光光度计用于检测显色浓度，提高了检测稳定性与准确性。

附图说明

图1是本发明的整体内部结构示意图。

图2是本发明中常规规整填料的结构示意图。

图3是本发明中散堆填料单元结构示意图。

其中，1-废液槽，2-排液阀门，3-避光壳体，4-取样阀，5-u型储液管，6-填料吸收层，7-气液分离器，8-除雾沫夹带器，9-清洗液阀门，10-气体进样阀门，11-气体储样罐，12-风机，13-显色剂储液器，14-分光光度计。

具体实施方式

为了使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本实施例包括气体取样模块、甲醛吸收模块和检测模块；所述气体取样模块包括风机12和气体储样罐11，所述甲醛吸收模块包括u型储液管5和甲醛吸收单元，该甲醛吸收单元由下至上包括填料吸收层6、气液分离器7，所述检测模块包括避光壳体3、显色剂储液器13和分光光度计14；所述风机12一端连有气体储样罐11，该气体储样罐11设有气体进样阀门10，所述气体储样罐11又连有甲醛吸收单元中的气液分离器7，所述风机12另一端连有u型储液管5，该u型储液管5又与甲醛吸收单元中的填料吸收层6相连，所述u型储液管5的‘u’底端设有带有取样阀4的流出管，该流出管直接插入避光壳体3中，该避光壳体3中还设有流出口直接流入底部一侧的分光光度计14中，该避光壳体3上部一侧还设有显色剂储液器13，该显色剂储液器13中的显色剂通过流入管进入至避光壳体3内，所述避光壳体3底端设有排液管，且该流出管上设有排液阀门2，避光壳体3内的液体在排液阀门2打开的状态下直接流入废液槽1中。

进一步的，所述气液分离器7上部还设有雾沫夹带器8，该雾沫夹带器8直接与u型储液管5相连；所述雾沫夹带器8上部管道还设有清洗阀。

如图2和3所示，所述填料吸收层6填装常规规整填料或散堆填料；所述常规规整填料为纤维波纹填料，整块堆砌于反应分离模块中，填料经过表面处理后，具有良好的润湿性；所述玻璃丝散堆填料，每个填料单元内具有不规则孔道，促进流体间混合。

本实施例用于一般室内环境甲醛测量的具体参数如下：

（1）所述气体储样罐容积为25l，设有气体进样口，进样口可通过阀门开关控制，整个取样过程为10～20分钟。

（2）所述甲醛吸收液是3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙盐酸盐水合物的水溶液，含量为0.1～0.5%，甲醛吸收液用量为40～80ml。

（3）所述检测模块中的显色剂成分为硫酸铁铵溶液，含量为0.1～2%，显色剂用量为0.1～0.5ml。

（4）该检测设备长度为800mm，宽度为800mm，高度为300mm；反应甲醛吸收模块内吸收层填料高度100mm。

（5）所述气体试样在设备中循环吸收20～60分钟。

本发明的甲醛浓度标定方法，具体步骤包括：

步骤1：配制浓度分别为0.1mg/l，0.2mg/l，0.3mg/l，0.4mg/l的甲醛标准溶液；

步骤2：向标准溶液中加入显色剂，待显色反应完成后，采用分光光度计检测这四组溶液的浓度示数，具体数值列于表1；

步骤3：根据标准溶液的实际浓度标定分光光度计的显示数值。

表1标准溶液浓度与分光光度计示数

甲醛的检测方法，具体步骤包括：

步骤1：打开清洗液阀门9和取样阀4，从清洗阀门9加入清洗液对吸收模块和检测模块进行清洗，清洗完成后关闭取样阀4，从清洗阀9加入甲醛吸收液；

步骤2：打开风机12，空气通过气体取样模块中风机12的作用，经过气体储样器侧面的进气阀10进入气体储样罐11，经过风机10～20分钟的抽吸作用使气体储样器中充满室内空气，随之关闭气体进样阀；

步骤3：关闭气体进样阀10后，气体试样在风机12鼓吹作用下在检测设备中循环，u型储液管5中的甲醛吸收液在风压作用下进入甲醛吸收模块，气体试样和吸收液在甲醛吸收模块的吸收层6中充分接触，使空气中的甲醛被吸收液完全吸收，然后气液混合物在气液分离器7和除雾沫夹带器8中完全分离，气体试样回到气体储样罐11，然后进行循环操作，气体试样在设备中循环吸收20～60分钟；

步骤4：循环吸收操作完成后，打开取样阀4，使甲醛吸收液流入避光壳体3中，甲醛吸收液在避光壳体3中与显色剂发生显色反应，显色反应时间为5分钟，显色反应完成后通过分光光度计14检测显色浓度，检测完成后打开排液阀门2排出废液进入废液槽。

本发明的校准方法，具体步骤包括：

步骤1：配制2mg/l的甲醛标准溶液；

步骤2：按浓度梯度分别计算25l桶中需要甲醛溶液的量；

步骤3：向25l桶中按照计算的量用微量进样器打入甲醛溶液，并用真空泵循环桶中的气体15min使甲醛溶液完全在设备中挥发；

步骤4：将25l桶接上吸收器按照检测方法循环吸收检测桶中气体中的甲醛浓度，将具体检测数值列于表2。

表2本发明的校准数值对比

本发明与其他检测方法的对比结果：

在10m³的密闭实验舱中，按浓度梯度分别加入甲醛溶液，在实验舱中打开风机，此时甲醛溶液迅速挥发，待完全挥发后，按照本发明检测方法的步骤来测定实验舱中的甲醛浓度，同时采用另外三个不同的甲醛示数检测器来进行比对，其中检测器1和2是基于电信号传感器的方法，检测器3是基于化学吸收的方法，具体检测结果列于表3。

表3本发明检测结果与其他检测器结果对比

由上述检测结果可得，相较于其他检测器，本发明的甲醛检测结果更为稳定和准确。