技术领域本发明涉及甲醛检测技术领域，更具体地讲，涉及一种实时在线连续甲醛检测装置及检测方法。
背景技术：
甲醛是一种无色气体，有特殊的刺激气味，对人眼及呼吸道系统具有刺激作用。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主要采用分光光度法、电化学法、色谱法、化学发光法等。其中，化学发光法的检测灵敏度较高，但目前均采用液相化学发光法测量甲醛，在测量过程中需要通过特定的吸收液对甲醛进行吸收形成甲醛溶液，再与特定的检测试剂混合产生液相化学发光，通过发光信号的强弱对甲醛含量进行测定。传统的吸收方法需要很长时间才能完成对甲醛的吸收，无法在线测量。即使是最新的在线吸收采样技术，也会较长时间的响应延迟，且存在较大的累积效应。因此，如何设计一种灵敏度高、响应速度快、实时在线的甲醛气体检测装置和检测方法是本发明所要解决的问题。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种能够实现低浓度甲醛气体的实时在线测量并提高甲醛测量精度和测量稳定性的实时在线连续甲醛检测装置及检测方法。本发明的一方面提供了实时在线连续甲醛检测装置，所述装置包括液路模块、气路模块和检测模块；所述检测模块包括蔽光壳体和设置在所述蔽光壳体内的反应器和光电传感器，所述光电传感器的前端设置有观察窗，所述反应器位于观察窗的另一侧并与所述光电传感器相对地设置，其中，所述反应器包括反应床、反应腔以及与所述反应腔连通的进液孔、出液孔、进气孔和出气孔，所述反应床固定在反应器的底表面上并位于所述反应腔中，所述反应器的底表面上还设置有分别位于反应床上端和下端并被反应床覆盖的上弧形导流槽和下弧形导流槽，所述进液孔与上弧形导流槽连通并且所述出液孔与下弧形导流槽连通，所述上弧形导流槽和下弧形导流槽中均设置有导流件；所述液路模块包括储液单元、进液泵、混合器和抽液泵，所述储液单元、进液泵和混合器通过液路管路依次连接并与检测模块的进液孔相连，所述抽液泵通过液路管路与检测模块的出液孔相连；所述气路模块包括过滤器和抽气泵，所述过滤器通过气路管路与检测模块的进气孔相连，所述抽气泵通过气路管路与检测模块的出气孔相连。根据本发明实时在线连续甲醛检测装置的一个实施例，所述上弧形导流槽为向上拱起的弧形导流槽，所述下弧形导流槽为向下拱起的弧形导流槽。根据本发明的实时在线连续甲醛检测装置的一个实施例，所述进液孔位于上弧形导流槽的中心，所述出液孔位于下弧形导流槽的中心。根据本发明的实时在线连续甲醛检测装置的一个实施例，所述导流件由超细纤维材料制成，所述超细纤维材料沿着所述上弧形导流槽或下弧形导流槽的走向分布并充满所述上弧形导流槽或下弧形导流槽，所述超细纤维材料优选为超细聚丙烯纤维材料。根据本发明的实时在线连续甲醛检测装置的一个实施例，所述反应床由强亲水性薄膜材料制成，所述液路模块还包括与所述抽液泵连接的废液收集单元。根据本发明的实时在线连续甲醛检测装置的一个实施例，所述储液单元中设置有3个独立的腔体并装有3种甲醛检测试剂，所述储液单元由黑色PP材料制成，其中，所述3种甲醛检测试剂分别为过氧化氢溶液、没食子酸和氢氧化钠溶液。根据本发明的实时在线连续甲醛检测装置的一个实施例，所述进液泵为三通道蠕动泵，所述抽液泵为单通道蠕动泵，所述抽气泵为真空泵，所述过滤器为微孔过滤器；所述混合器中设有液路通道并且包括三个进液口和一个出液口，所述液路通道上设置有2个试剂混合点以实现所述3种甲醛检测试剂的逐次混合。本发明的另一方面提供一种实时在线连续甲醛检测方法，所述方法采用上述实时在线连续甲醛检测装置进行检测。根据本发明实时在线连续甲醛检测方法的一个实施例，所述方法包括以下步骤：步骤1：利用进液泵将储存在储液单元中的甲醛检测试剂泵入混合器中并按照预定次序进行混合，将混合后的检测试剂送入检测模块的反应器中；步骤2：检测试剂通过反应器的进液孔进入反应器内并进入上弧形导流槽，检测试剂在导流件的导流作用下迅速扩散至整个上弧形导流槽中；步骤3：持续通入检测试剂，检测试剂从导流件溢出至反应床的上端并在重力的作用下向下渗流，继而在反应床的作用下均匀扩散至整个反应床并在反应床表面形成液膜；步骤4：利用抽气泵将过滤后的待测气体持续地泵入反应器的反应腔中，待测气体在所述液膜的表面发生气液相化学发光反应，利用抽气泵将反应后的待测气体抽出反应器；反应后的检测试剂在重力作用下到达反应床的下端并进入下弧形导流槽，反应后的检测试剂在导流件的导流作用下迅速扩散至整个下弧形导流槽中，利用抽液泵将下弧形导流槽中汇聚至出液孔的反应后的检测试剂排出反应器；步骤5：利用光电传感器检测化学发光信号的强度，并将检测的信号传输给数据处理系统计算得到待测气体中甲醛气体的实时浓度。根据本发明实时在线连续甲醛检测方法的一个实施例，所述储液单元中独立地装有3种甲醛检测试剂并且所述3种甲醛检测试剂分别为过氧化氢溶液、没食子酸和氢氧化钠溶液，其中，所述预定次序为先使过氧化氢溶液和没食子酸先混合，再将所得混合液与氢氧化钠溶液混合。与现有技术相比，本发明提供的实时在线连续甲醛检测装置及检测方法基于新颖的气液相表面化学发光原理，利用甲醛气体与甲醛化学发光检测试剂之间的气液相表面化学发光反应直接对甲醛气体进行检测，在保证极高检测灵敏度与较好选择性的同时，最大限度地提高了检测体系的响应速度，实现了对甲醛气体的实时在线测量，并且具有高灵敏度、高稳定性、高选择性等优点。附图说明图1示出了根据本发明示例性实施例的实时在线连续甲醛检测装置的结构原理图。图2示出了根据本发明示例性实施例的实时在线连续甲醛检测装置的检测模块的内部侧视结构示意图。图3示出了根据本发明示例性实施例的实时在线连续甲醛检测装置的检测模块的剖视结构示意图。附图标记说明：10-检测模块、11-蔽光壳体、12-反应器、121-反应床、122-反应腔、123-进液孔、124-出液孔、125-进气孔、126-出气孔、127-上弧形导流槽、128-下弧形导流槽、129-导流件、13-光电传感器、14-观察窗、15-O型密封圈、20-液路模块、21-储液单元、211-第一腔体、212-第二腔体、213-第三腔体、22-进液泵、23-混合器、24-抽液泵、25-废液收集单元、30-气路模块、31-过滤器、32-抽气泵。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。本发明实际上是基于新颖的气液相表面化学发光原理，利用甲醛气体与甲醛化学发光检测试剂之间的气液相表面化学发光反应直接对甲醛气体进行实时的在线检测，保证了检测的灵敏度、响应速度和较好的选择性。下面将先对本发明实时在线连续甲醛检测装置的结构和原理进行详细的说明。图1示出了根据本发明示例性实施例的实时在线连续甲醛检测装置的结构原理图，图2示出了根据本发明示例性实施例的实时在线连续甲醛检测装置的检测模块的内部侧视结构示意图，图3示出了根据本发明示例性实施例的实时在线连续甲醛检测装置的检测模块的剖视结构示意图。如图1所示，根据本发明的示例性实施例，所述实时在线连续甲醛检测装置包括液路模块20、气路模块30和检测模块10。其中，检测模块10是实现实时在线甲醛检测的关键组件，液路模块20用于向检测模块10中持续地通入甲醛检测试剂并实现甲醛检测试剂的更新，气路模块30用于向检测模块10中通入待测气体并实现气体的更新。如图2和图3所示，根据本发明，检测模块10包括蔽光壳体11和设置在蔽光壳体11内的反应器12和光电传感器13，光电传感器13的前端设置有观察窗14，从而光电传感器13能够通过观察窗14检测到化学发光信号的强度并进行甲醛浓度的测量，反应器12位于观察窗14的另一侧并与光电传感器13相对地设置。其中，反应器12包括反应床121、反应腔122以及与反应腔122连通的进液孔123、出液孔124、进气孔125和出气孔126。其中，反应腔122为密闭的，由此待测气体能够与甲醛检测试剂在反应器12的反应腔122内进行有效的气液相表面化学发光反应并获得精确的检测数据。例如，反应器12可以由第一盖板A和第二盖板B拼接形成，第一盖板A和第二盖板B之间形成密闭的反应腔122。此外，检测模块10还可以包括用于加强反应器12和反应腔122的密封性的O型密封圈15。反应床121固定在反应器12的底表面上并位于反应腔122中，反应器12的底表面上还设置有分别位于反应床121上端和下端并被反应床121覆盖的上弧形导流槽127和下弧形导流槽128，进液孔123与上弧形导流槽127连通并且出液孔124与下弧形导流槽128连通，上弧形导流槽127和下弧形导流槽128中均设置有导流件129。优选地，上弧形导流槽127为向上拱起的弧形导流槽，下弧形导流槽128为向下拱起的弧形导流槽。更优选地，进液孔123位于上弧形导流槽127的中心，出液孔124位于下弧形导流槽128的中心。对于上弧形导流槽127而言，本发明综合考虑了导流体129的横向导流作用以及甲醛检测试剂本身的重力作用，且进液孔位于上弧形导流槽127的中间位置更利于甲醛检测试剂在横向方向上的扩散；同样地，对于下弧形导流槽128而言，同样考虑了导流体129的横向导流作用以及甲醛检测试剂本身的重力作用，更利于甲醛检测试剂从反应床121两侧沿下弧形导流槽汇集至最底端的出液孔104。并且，本发明中的导流件129由超细纤维材料制成，并且超细纤维材料沿着上弧形导流槽127或下弧形导流槽128的走向分布并充满上弧形导流槽127或下弧形导流槽128；优选地，超细纤维材料优选为超细聚丙烯纤维材料。本发明中导流槽及导流体的设计，在极大地提高反应面积的同时，还保证了液体的甲醛检测试剂在反应床121表面扩散的均匀性，极大地提高了检测的灵敏度和稳定性。根据本发明，反应床121由强亲水性薄膜材料制成，例如可以为纯棉布、丝绸、聚酯纤维布、无纺布等。当检测试剂进入反应器12后并在进液孔123的出口端接触到上弧形导流槽127内部填充的具有横向导流作用的导流体129时，检测试剂会在其导流作用下迅速扩散至两侧并接触到反应床121；而由于反应床121材料的强亲水性和纤维状设计，检测试剂会迅速扩散至整个反应床121表面并形成均匀的液膜，有助于提高反应的稳定性。并且，由于导流槽及导流体的导流作用，可以最大化地增加反应床121的宽度而无需顾虑检测试剂无法扩散至反应床121两侧的风险，可以通过增加反应床121的宽度来提高反应床的表面积并提高反应液膜的表面积，进一步增强反应强度并提高反应的灵敏度。随着检测试剂的持续加入，检测试剂会在反应床累积，当反应后的检测试剂在重力的作用下渗流至反应床121下端并溢出脱离反应床121时，反应器12下端的下弧形导流槽128及其内部填充的导流体129可以保证整个反应床121横向底部在有液体溢出的瞬间，在导流体超细纤维结构的作用下，其会将反应床121下端所有横向位置的溢液通过下弧形导流槽128迅速导流至出液孔124而被抽出，防止检测试剂在反应床121两侧产生积液而污染反应器，同时也保证了反应床表面检测试剂的实时更新，保证了检测的稳定性和连续性。根据本发明，液路模块20包括储液单元21、进液泵22、混合器23和抽液泵24，储液单元21、进液泵22和混合器23通过液路管路依次连接并与检测模块10的进液孔123相连，抽液泵24通过液路管路与检测模块10的出液孔124相连。优选地，液路模块20还包括与抽液泵24连接的废液收集单元25，本发明不限于此。其中，本发明中选用了需混合在一起的3种甲醛检测试剂进行检测。由此，储液单元21中优选地设置有3个独立的腔体并装有3种甲醛检测试剂，其中，所述3种甲醛检测试剂分别为过氧化氢溶液、没食子酸和氢氧化钠溶液。更优选地，过氧化氢溶液的浓度为0.2～1.2mol/L，没食子酸的浓度为0.005～0.025mol/L，氢氧化钠溶液的浓度为0.01～0.05mol/L，三者的体积比优选为1:1:1。如图1所示，储液单元21包括第一腔体211、第二腔体212和第三腔体213。更优选地，储液单元21由黑色PP材料制成，由于采用了集成化的黑色PP材质制成的储液单元，便携且易于仪器集成，同时能够防止检测试剂接触光线引起成分变化而失效。此外，混合器23中设有液路通道(未示出)并且包括三个进液口和一个出液口，液路通道上设置有2个试剂混合点以实现3种甲醛检测试剂的逐次混合，有助于提高检测体系的发光强度。其中，进液泵22优选为三通道蠕动泵，抽液泵24优选为单通道蠕动泵。由此，可以由进液泵22将3种甲醛检测试剂泵入混合器23中进行逐次混合，再将混合后的检测试剂输入反应器中持续地进行甲醛浓度的实时在线检测。根据本发明，气路模块30包括过滤器31和抽气泵32，过滤器31通过气路管路与检测模块10的进气孔125相连，抽气泵24通过气路管路与检测模块10的出气孔126相连。其中，抽气泵24优选为真空泵，过滤器31优选为高密度的微孔过滤器。由此，可以由抽气泵24将过滤后的待测气体抽入反应器中与检测试剂发生化学反应，从而获得待测气体中的甲醛浓度。总体而言，本发明的实时在线连续甲醛检测装置的检测原理为：三种甲醛检测试剂通过进液泵22同速进入混合器23中，混合器23中设有两个试剂混合点，在混合过程中，优选地控制过氧化氢溶液和没食子酸先混合并且再将混合液与氢氧化钠溶液混合。混合后的检测试剂在进液泵22的作用下进入检测模块10的反应器12中，在进液孔123的出口端接触到上弧形导流槽127内部填充的具有横向导流作用的导流体129，其在导流作用下迅速扩散至两侧并接触到反应床121；由于反应床121材料的强亲水性和纤维状结构设计，检测试剂会迅速扩散至整个反应床121表面并形成均匀的液膜。待测气体在气路模块30的抽气泵32的作用下，经过滤器31过滤灰尘后进入反应器12中并在反应床121上由检测试剂形成的液膜表面发生气液相化学发光反应，发光信号被光电传感器13检测而得以计算出待测气体中甲醛的实时浓度。本发明同时提供了实时在线连续甲醛检测方法，所述方法采用上述实时在线连续甲醛检测装置进行检测。根据本发明的示例性实施例，所述方法包括以下步骤：步骤1：利用进液泵22将储存在储液单元21中的甲醛检测试剂泵入混合器23中并按照预定次序进行混合，将混合后的检测试剂送入检测模块10的反应器12中；步骤2：检测试剂通过反应器12的进液孔123进入反应器12内并进入上弧形导流槽127，检测试剂在导流件129的导流作用下迅速扩散至整个上弧形导流槽127中；步骤3：持续通入检测试剂，检测试剂从导流件129溢出至反应床121的上端并在重力的作用下向下渗流，继而在反应床121的作用下均匀扩散至整个反应床121并在反应床121表面形成液膜；步骤4：利用抽气32泵将过滤后的待测气体持续地泵入反应器12的反应腔122中，待测气体在所述液膜的表面发生气液相化学发光反应，利用抽气泵32将反应后的待测气体抽出反应器；反应后的检测试剂在重力作用下到达反应床121的下端并进入下弧形导流槽128，反应后的检测试剂在导流件129的导流作用下迅速扩散至整个下弧形导流槽128中，利用抽液泵24将下弧形导流槽128中汇聚至出液孔124的反应后的检测试剂排出反应器12；步骤5：利用光电传感器13检测化学发光信号的强度，并将检测的信号传输给数据处理系统(未示出)计算得到待测气体中甲醛气体的实时浓度。其中，储液单元21中独立地装有3种甲醛检测试剂并且该3种甲醛检测试剂分别为过氧化氢溶液、没食子酸和氢氧化钠溶液。其中，预定次序为先使过氧化氢溶液和没食子酸先混合，再将所得混合液与氢氧化钠溶液混合，由此能够提高检测体系的化学发光强度。进一步地，检测试剂通过液路模块20持续进入反应器12中，待测气体通过气路模块30持续地进入反应器12中，而参与反应后的检测试剂与气体又被及时地抽出，这个过程保证了检测体系的实时性与连续性，保证了对甲醛气体的实时在线连续测量，避免了目前检测方法中需要对甲醛气体进行吸收再检测而带来的时间延迟及累积效应。更进一步地，优选地控制液路模块20中抽液泵24的转速为进液泵22的转速的4～6倍，从而保证检测试剂在参与反应后能够及时地被抽出，又可以防止抽力过大而影响反应床121上检测试剂的分布。综上所述，本发明基于新颖的气液相表面化学原理并采用高灵敏度的甲醛化学发光检测体系，实现了对甲醛气体的实时在线连续测量，并且具有高灵敏度、高稳定性、高选择性等优点。本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。