一种白酒中甲醇含量的便携式检测装置

本技术专利涉及甲醇含量检测领域，具体涉及一种白酒中甲醇含量的便携式检测装置。

背景技术：

1、甲醇又称为工业酒精，具有较强的毒性，对人体中枢神经系统和视神经有较大损害，国标规定白酒中甲醇含量不得超过0.04g/100ml。

2、目前市面上有许多检测酒中甲醇的方法，例如气相色谱法、近红外光光谱法等，但都存在比较明显的缺陷，例如近红外光谱法需要傅里叶变换近红外光谱仪，气相色谱法需要气相色谱仪，这些仪器设备昂贵且便携性差，而且存在检测时间长，对操作人员专业性要求高，检测成本高等问题，显然不适合用于白酒中甲醇含量现场快速检测的需求。至于快速检测普遍采用比色法，该方法所用的设备简单，一般实验室都能用，市场上常用比色法检测酒类中甲醇含量，检测时将甲醇在磷酸酸性条件下被高锰酸钾氧化为甲醛，然后加入无色的品红-亚硫酸试剂或乙酰丙酮试剂，与甲醛作用生成醌型色素，根据颜色深浅来测定白酒中甲醇含量，不过这种方法存在操作繁琐，需要时间长且存在显色不稳定、重复性差，以及测试准确性受主观判断影响较大等问题。因此，开发一种能够便携使用、外观小巧且检测精度较高的白酒中甲醇含量的便携式检测装置具有重要的现实意义和应用价值。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种白酒中甲醇含量的便携式检测装置，采用带有传感器的分光光度法来测定白酒中甲醇含量，用于解决比色法测定甲醇含量所带来的人为误差，以避免人眼观察比色卡所造成的误判，提高白酒中甲醇含量快速检测的准确性和灵敏度。

2、本实用新型通过下述技术方案以实现上述所包含的功能：

3、本实用新型装置的检测原理是：白酒中的甲醇在磷酸溶液的酸性条件下被高锰酸钾氧化为甲醛，化学方程式为：5ch3oh+2kmno4+5h3po4＝5hcho+2mn(h2po4)2+k2hpo4+8h2o；此时若溶液中还含有剩余的高锰酸钾，则加入草酸将高锰酸钾中紫色的高锰酸根被草酸还原为无色的二价锰离子，从而使整个溶液变为无色透明的状态，反应的离子方程式为2mno4-+5h2c2o4+6h+＝2mn2++10co2+8h2o；甲醛在酸性条件下与显色剂乙酰丙酮发生络合反应产生黄色化合物，然后用分光光度法间接测定甲醇。根据朗伯—比耳定律，波长和强度一定的入射光通过光程长度固定的有色溶液时，吸光度与有色溶液的浓度成正比。因此，通过绘制标准工作曲线并测试样溶液的吸光度，根据标准曲线得出相应值，即可计算获得白酒样品中甲醇的含量。

4、一种白酒中甲醇含量的便携式检测装置，所述装置外部结构主要包括：塑料壳体、数码显示屏以及两个功能键，分别为启动键与注液键；所述数码显示屏中包含四个显示模块，分别为日期/时间/电池余量显示模块、操作流程显示模块、检测结果显示模块和液位报警模块。

5、进一步地，所述装置内部结构主要包括：石英反应管、试剂容器、电机及推拉杆、发光元件和感光元件、主控芯片和锂离子电池以及type-c接口。所述试剂容器包括：氧化剂容器i、还原剂容器ii和显色剂容器iii，且每个容器均分为压力仓和容器室上下两部分，中间用活塞隔开，容器室与石英反应管通过单向电磁阀、进样管道相连，压力仓与气路、电机和推拉杆相连，容器室里的试剂溶液可通过推拉杆在电机的正向推动作用下压入气体使活塞向下移动，驱动试剂溶液经过底部的单向电磁阀与进样管道从而向石英反应管中注入定量的试剂；在每个容器室靠近底部位置均装有液位传感器，一旦容器室试剂溶液低于液位传感器，将会通过液位报警模块进行报警提醒；同时在容器室的底侧外端均配置有注液口电磁阀，可通过推拉杆在电机的反向推动作用下从外部将待补充的试剂溶液抽入容器室，用于容器室液位过低时补充试剂溶液。

6、进一步地，所述石英反应管前后分别安置发光元件支撑板与感光元件支撑板，分别在支撑板上、中、下三个位置对称地安放三组发光元件与感光元件，发光元件为led灯珠；在石英反应管上半部分紧密套着一个橡皮套管，所述橡皮套管在不同位置开有三个小孔，所对应位置的石英反应管也相应开有小孔，这三个小孔分别为氧化剂容器室、还原剂容器室和显色剂容器室的进样管道向石英反应管进样的注液口。

7、进一步地，所述主控芯片、锂离子电池和type-c接口安放于装置底部，其中所有的电子元件，包括发光元件、感光元件、电磁阀、电机、数码显示屏、液位传感器、启动键和注液键等，均通过线路连接于主控芯片，锂离子电池为主控芯片和其他需要供电的电子元件供电，当锂离子电池电量不足时，可通过type-c接口为其充电。

8、作为本实用新型的进一步改进，所述装置采用三组发光元件和感光元件，分上、中、下三个区间对白酒样品中甲醇含量进行分光光度检测，可以同时获得三个检测数据，取其平均值，以避免在石英反应管中不同高度发生反应导致的吸光度差异性所带来的偏差，进一步提高检测结果的准确性和灵敏度。

9、进一步地，所述发光元件采用波长为420nm的led灯珠，该波长为络合反应生成的黄色化合物的最大吸收波长，可进一步提高检测结果灵敏度。

技术特征：

1.一种白酒中甲醇含量的便携式检测装置，其特征在于：装置包括外部结构和内部结构；其中，外部结构主要包括塑料壳体、数码显示屏以及两个功能键，分别为启动键与注液键，所述数码显示屏中包含四个显示模块，分别为日期/时间/电池余量显示模块、操作流程显示模块、检测结果显示模块和液位报警模块；内部结构主要包括：石英反应管、试剂容器、电机及推拉杆、发光元件和感光元件、主控芯片和锂离子电池以及type-c接口。

2.根据权利要求1所述的一种白酒中甲醇含量的便携式检测装置，其特征在于：所述试剂容器包括氧化剂容器i、还原剂容器ii和显色剂容器iii，且每个容器均分为压力仓和容器室上下两部分，中间用活塞隔开，容器室与石英反应管通过单向电磁阀、进样管道相连，压力仓与气路、电机和推拉杆相连，容器室里的试剂溶液可通过推拉杆在电机的正向推动作用下压入气体使活塞向下移动，驱动试剂溶液经过底部的单向电磁阀与进样管道从而向石英反应管中注入定量的试剂；在每个容器室靠近底部位置均装有液位传感器，一旦容器室试剂溶液低于液位传感器，将会通过液位报警模块进行报警提醒；同时在容器室的底侧外端均配置有注液口电磁阀，可通过推拉杆在电机的反向推动作用下从外部将待补充的试剂溶液抽入容器室，用于容器室液位过低时补充试剂溶液。

3.根据权利要求1所述的一种白酒中甲醇含量的便携式检测装置，其特征在于：所述石英反应管前后分别安置发光元件支撑板与感光元件支撑板，分别在支撑板上、中、下三个位置对称地安放三组发光元件与感光元件，发光元件为led灯珠；在石英反应管上半部分紧密套着一个橡皮套管，所述橡皮套管在不同位置开有三个小孔，所对应位置的石英反应管也相应开有小孔，这三个小孔分别为氧化剂容器室、还原剂容器室和显色剂容器室的进样管道向石英反应管进样的注液口。

4.根据权利要求1所述的一种白酒中甲醇含量的便携式检测装置，其特征在于：所述主控芯片、锂离子电池和type-c接口安放于装置底部，其中所有的电子元件，包括发光元件、感光元件、电磁阀、电机、数码显示屏、液位传感器、启动键和注液键，均通过线路连接于主控芯片，锂离子电池为主控芯片和其他需要供电的电子元件供电，当锂离子电池电量不足时，可通过type-c接口为其充电。

5.根据权利要求3所述的一种白酒中甲醇含量的便携式检测装置，其特征在于：所述装置采用三组发光元件和感光元件，分上、中、下三个区间对白酒样品中甲醇含量进行分光光度检测，可以同时获得三个检测数据，取其平均值，以避免在石英反应管中不同高度发生反应导致的吸光度差异性所带来的偏差；同时所述发光元件采用波长为420nm的led灯珠，该波长为络合反应生成的黄色化合物的最大吸收波长。

技术总结
本发明内容属于甲醇含量检测领域，具体涉及一种白酒中甲醇含量的便携式检测装置。本发明提供一种白酒中甲醇含量的便携式检测装置，其特征在于：包括外部结构和内部结构；其中，外部结构主要包括塑料壳体、数码显示屏以及两个功能键，分别为启动键与注液键，所述数码显示屏中包含四个显示模块，分别为日期/时间/电池余量显示模块、操作流程显示模块、检测结果显示模块和液位报警模块；内部结构主要包括：石英反应管、试剂容器、电机及推拉杆、发光元件和感光元件、主控芯片和锂离子电池以及Type‑C接口。本发明装置具有方便快捷、外观小巧且检测精度高等优点，有望实现白酒中甲醇含量现场快速检测的应用需求。

技术研发人员：解涛瑞
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：20230427
技术公布日：2024/1/15