二氧化氮檢測裝置及檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種二氧化氮檢測裝置及檢測方法。二氧化氮檢測裝置，包括第一蓋板和第二蓋板，第一蓋板和第二蓋板之間形成密閉的反應腔，反應腔中設置有親水膜，親水膜貼在第一蓋板上，第一蓋板上還設置有與反應腔連通的進氣通道和出氣通道，進氣通道和出氣通道位于親水膜的兩側，第一蓋板上還設置有與反應腔連通進液通道和出液通道，親水膜遮蓋住進液通道和出液通道的端口；第二蓋板上位于反應腔的部分還開設有觀察窗，觀察窗與反應腔之間還設置有玻璃片，觀察窗中設置有光電傳感器。通過光電傳感器檢測氣液反應產(chǎn)生的光以獲得二氧化氮的濃度，提高二氧化氮檢測裝置的檢測精度和可靠性。
【專利說明】二氧化氮檢測裝置及檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體檢測裝置，尤其涉及一種二氧化氮檢測裝置及檢測方法。
【背景技術】
[0002]二氧化氮是大氣中的主要污染物之一，它的光解是對流層臭氧的重要來源，與羥基自由基的反應產(chǎn)物硝酸則是形成酸雨的主要原因之一，也可以與大氣有機過氧自由基反應生成有機氮化合物造成區(qū)域環(huán)境問題。二氧化氮對人體呼吸道系統(tǒng)有刺激作用，可誘發(fā)支氣管炎、哮喘等呼吸道疾病。大氣中的二氧化氮主要來自于化石燃料燃燒、汽車尾氣及工業(yè)排放廢氣等人為污染，準確測定環(huán)境大氣中的二氧化氮對于了解大氣污染機制，判斷大氣污染程度，確定污染來源，進行空氣質(zhì)量預警，以及幫助制定合理的城市規(guī)劃建設等都具有重要意義?，F(xiàn)有技術中的二氧化氮檢測裝置中大都使用電化學傳感器，而電化學傳感器都存在靈敏度度低、穩(wěn)定性差等缺點，導致現(xiàn)有技術中的二氧化氮檢測裝置的檢測精度較低、可靠性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種二氧化氮檢測裝置及檢測方法，解決現(xiàn)有技術中二氧化氮檢測裝置的檢測精度較低、可靠性較差的缺陷，實現(xiàn)提高二氧化氮檢測裝置的檢測精度和可靠性。
[0004]本發(fā)明提供的技術方案是，一種二氧化氮檢測裝置，包括第一蓋板和第二蓋板，所述第一蓋板和所述第二蓋板固定連接在一起，所述第一蓋板和所述第二蓋板之間形成密閉的反應腔，所述反應腔中設置有親水膜，所述親水膜貼在所述第一蓋板上，所述第一蓋板上還設置有與所述反應腔連通的進氣通道和出氣通道，所述進氣通道和出氣通道位于所述親水膜的兩側，所述第一蓋板上還設置有與所述反應腔連通進液通道和出液通道，所述親水膜遮蓋住所述進液通道和所述出液通道的端口 ；所述第二蓋板上位于所述反應腔的部分還開設有觀察窗，所述觀察窗與所述反應腔之間還設置有玻璃片，所述觀察窗中設置有光電傳感器。
[0005]進一步的，所述進液通道中還設置有緩沖網(wǎng)布。
[0006]進一步的，所述緩沖網(wǎng)布位于所述進液通道的端口處并貼靠在所述親水膜上。
[0007]進一步的，所述親水膜豎直放置，所述親水膜的兩側設置有膠條，所述膠條固定在所述第一蓋板上，所述親水膜固定在兩條所述膠條之間。
[0008]進一步的，所述玻璃片夾在所述第一蓋板和所述第二蓋板之間，所述玻璃片與所述第一蓋板和所述第二蓋板之間分別設置有密封圈。
[0009]進一步的，所述親水膜為絲綢、純棉布、玻璃纖維濾膜或聚丙烯熱風無紡布。
[0010]本發(fā)明還提供一種二氧化氮檢測方法，采用上述的二氧化氮檢測裝置，具體步驟包括:
步驟1、出氣通道連接真空泵，在真空泵的作用下，待檢測氣體從進氣通道進入到反應腔中，并從出氣通道抽出至反應腔外；
步驟2、進液通道連接蠕動泵，在蠕動泵的作用下，試劑從進液通道進入到反應腔中并在重力的作用下均勻擴散到親水膜上，待檢測氣體中的二氧化氮氣體與親水膜上的試劑發(fā)生表面化學發(fā)光反應；同時，出液通道連接有蠕動泵或真空泵，在蠕動泵或真空泵的作用下，親水膜下端反應過的試劑通過出液通道抽出至反應腔外；
步驟3、光電傳感器檢測親水膜表面化學發(fā)光反應產(chǎn)生的光信號，以輸出二氧化氮濃度相對應的電信號，電信號經(jīng)計算機計算處理后轉換為二氧化氮濃度數(shù)值；
其中，試劑為含有魯米諾與亞硫酸鈉的混合溶液，混合溶液的PH值為12?13，魯米諾的濃度為0.4XKT4 mol/L?L2X10-3 mol/L，亞硫酸鈉的濃度為1.5 X 1(T2 mol/L?
3.5 X 1(T2 mol/L。
[0011]本發(fā)明提供的二氧化氮檢測裝置及檢測方法，通過基于氣液相表面化學發(fā)光原理，二氧化氮進入到反應腔中后能夠有效的加強氣液反應，同時通過光電傳感器檢測氣液反應產(chǎn)生的光以獲得二氧化氮的濃度，極大的提高了檢測的響應速度和靈敏度，同時也保證了檢測的穩(wěn)定性；另外，試劑通過親水膜能夠更加快速均勻的擴散開，更有利于二氧化氮與試劑進行充分氣液反應，提高二氧化氮檢測裝置的檢測精度和可靠性。另外，二氧化氮檢測裝置的結構簡單以外出攜帶，用于不同場合下的二氧化氮氣體濃度檢測，尤其適用于環(huán)境大氣、煙氣排放等氣體樣品中的二氧化氮氣體實時在線監(jiān)測以及土壤揮發(fā)氣體中的超低濃度二氧化氮氣體檢測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本發(fā)明二氧化氮檢測裝置實施例的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明二氧化氮檢測裝置實施例的剖視圖。
【具體實施方式】
[0014]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0015]如圖1-圖2所示，本實施例二氧化氮檢測裝置，包括第一蓋板I和第二蓋板2，第一蓋板I和第二蓋板2固定連接在一起,第一蓋板I和第二蓋板2之間形成密閉的反應腔10，反應腔10中設置有親水膜3，親水膜3貼在第一蓋板I上，第一蓋板I上還設置有與反應腔10連通的進氣通道11和出氣通道12，進氣通道11和出氣通道12位于親水膜3的兩側，第一蓋板I上還設置有與反應腔10連通進液通道13和出液通道14，親水膜3遮蓋住進液通道13和出液通道14的端口 ；第二蓋板2上位于反應腔10的部分還開設有觀察窗(未圖示)，觀察窗與反應腔10之間還設置有玻璃片4，觀察窗中設置有光電傳感器5。[0016]具體而言，本實施例二氧化氮檢測裝置在反應腔10中設置有親水膜3，進液通道13能夠?qū)⒃噭┹斔偷椒磻?0中，并且試劑在重力作用下能夠在親水膜3上快速均勻的擴散開，而進氣通道11將待檢測的氣體輸送至反應腔10中，待檢測的氣體中的二氧化氮將與試劑發(fā)生表面化學發(fā)光反應，而光電傳感器5將檢測光信號并轉化為電信號輸出，光電傳感器5輸出的電信號通過，計算處理后便可以轉換為二氧化氮濃度數(shù)值。相比于采用電化學傳感器，本實施例中的光電傳感器5能夠更加精準的檢測出二氧化氮的濃度，并且具有較高的靈敏度和穩(wěn)定性；同時，本實施例二氧化氮檢測裝置基于氣液相表面化學發(fā)光原理，通過檢測二氧化氮與試劑發(fā)生表面化學發(fā)光反應產(chǎn)生的光進行檢測二氧化氮的濃度，在檢測過程中僅有二氧化氮能夠與對應的試劑發(fā)生表面化學發(fā)光反應，不會受其他物質(zhì)的影響，從而能夠更加準確的檢測二氧化氮的濃度。
[0017]進一步的，為了避免進液通道13輸出的試劑對親水膜3產(chǎn)生過大的沖擊力，進液通道13中還設置有緩沖網(wǎng)布131。具體的，進液通道13輸出的試劑經(jīng)過緩沖網(wǎng)布131才進入到反應腔10中，可以有效的減緩試劑的流速，以減小試劑對親水膜3產(chǎn)生的沖擊力；同時，由于試劑流速降低，能夠確保試劑更加均勻的在親水膜3上擴散。優(yōu)選的，緩沖網(wǎng)布131位于進液通道13的端口處并貼靠在親水膜3上，具體的，試劑經(jīng)過緩沖網(wǎng)布131減速緩沖后，直接進入到親水膜3上，緩沖網(wǎng)布131將增大試劑進入到親水膜3的面積，以使試劑更加均勻的在親水膜3上擴散。而為了方便牢固的固定親水膜3，親水膜3豎直放置，親水膜3的兩側設置有膠條31，膠條31固定在第一蓋板I上，親水膜3固定在兩條膠條31之間。具體的，膠條31能夠?qū)τH水膜3起到緩沖和支撐的作用，確保親水膜3更加牢固的固定在第一蓋板I表面上。
[0018]又進一步的，為了提高本實施例二氧化氮檢測裝置的密封性能，本實施例中的玻璃片4夾在第一蓋板I和第二蓋板2之間，玻璃片4與第一蓋板I和第二蓋板2之間分別設置有密封圈41。優(yōu)選的，本實施例中的親水膜3為絲綢、純棉布、玻璃纖維濾膜或聚丙烯熱風無紡布等高浸潤性、高擴散性的薄膜，優(yōu)選的，采用絲綢，親水膜3使用絲綢，試劑在絲綢上的浸潤擴散速度快、分布均勻，且絲綢在液體的試劑浸潤后不發(fā)生形變，使得化學發(fā)光反應信號平穩(wěn)、穩(wěn)定、重現(xiàn)性好；絲綢對試劑的吸附小且易于沖洗。
[0019]本發(fā)明還提供一種二氧化氮檢測方法，采用上述的二氧化氮檢測裝置，具體步驟包括:
步驟1、出氣通道連接真空泵，在真空泵的作用下，待檢測氣體從進氣通道進入到反應腔中，并從出氣通道抽出至反應腔外；
步驟2、進液通道連接蠕動泵，在蠕動泵的作用下，試劑從進液通道進入到反應腔中并在重力的作用下均勻擴散到親水膜上，待檢測氣體中的二氧化氮氣體與親水膜上的試劑發(fā)生表面化學發(fā)光反應；同時，出液通道連接有蠕動泵或真空泵，在蠕動泵或真空泵的作用下，親水膜下端反應過的試劑通過出液通道抽出至反應腔外；
步驟3、光電傳感器檢測親水膜表面化學發(fā)光反應產(chǎn)生的光信號，以輸出二氧化氮濃度相對應的電信號，電信號經(jīng)計算機計算處理后轉換為二氧化氮濃度數(shù)值。其中，試劑為含有魯米諾與亞硫酸鈉的混合溶液，混合溶液的PH值為12?13，魯米諾的濃度為0.4X IO-4mol/L ?1.2X1(T3 mol/L，亞硫酸鈉的濃度為 1.5X 1(T2 mol/L ?3.5X1(T2 mol/L。優(yōu)選的，魯米諾濃度:1.0X l(T4mol/L，Na2SO3 濃度:2.5 X (T2 mol/L, pH 值為 12.10 而試劑 PH 值的調(diào)節(jié)可以通過向混合溶液中添加氫氧化鉀或氫氧化鈉等堿性物質(zhì)進行調(diào)節(jié)。
[0020]本發(fā)明提供的二氧化氮檢測裝置及檢測方法，通過基于氣液相表面化學發(fā)光原理，二氧化氮進入到反應腔中后能夠有效的加強氣液反應，同時通過光電傳感器檢測氣液反應產(chǎn)生的光以獲得二氧化氮的濃度，極大的提高了檢測的響應速度和靈敏度，同時也保證了檢測的穩(wěn)定性；另外，試劑通過親水膜能夠更加快速均勻的擴散開，更有利于二氧化氮與試劑進行充分氣液反應，提高二氧化氮檢測裝置的檢測精度和可靠性。另外，二氧化氮檢測裝置的結構簡單以外出攜帶，用于不同場合下的二氧化氮氣體濃度檢測，尤其適用于環(huán)境大氣、煙氣排放等氣體樣品中的二氧化氮氣體實時在線監(jiān)測以及土壤揮發(fā)氣體中的超低濃度二氧化氮氣體檢測。
[0021]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種二氧化氮檢測裝置，其特征在于，包括第一蓋板和第二蓋板，所述第一蓋板和所述第二蓋板固定連接在一起，所述第一蓋板和所述第二蓋板之間形成密閉的反應腔，所述反應腔中設置有親水膜，所述親水膜貼在所述第一蓋板上，所述第一蓋板上還設置有與所述反應腔連通的進氣通道和出氣通道，所述進氣通道和出氣通道位于所述親水膜的兩側，所述第一蓋板上還設置有與所述反應腔連通進液通道和出液通道，所述親水膜遮蓋住所述進液通道和所述出液通道的端口 ；所述第二蓋板上位于所述反應腔的部分還開設有觀察窗，所述觀察窗與所述反應腔之間還設置有玻璃片，所述觀察窗中設置有光電傳感器。
2.根據(jù)權利要求1所述的二氧化氮檢測裝置，其特征在于，所述進液通道中還設置有緩沖網(wǎng)布。
3.根據(jù)權利要求2所述的二氧化氮檢測裝置，其特征在于，所述緩沖網(wǎng)布位于所述進液通道的端口處并貼靠在所述親水膜上。
4.根據(jù)權利要求1所述的二氧化氮檢測裝置，其特征在于，所述親水膜豎直放置，所述親水膜的兩側設置有膠條，所述膠條固定在所述第一蓋板上，所述親水膜固定在兩條所述膠條之間。
5.根據(jù)權利要求1所述的二氧化氮檢測裝置，其特征在于，所述玻璃片夾在所述第一蓋板和所述第二蓋板之間，所述玻璃片與所述第一蓋板和所述第二蓋板之間分別設置有密封圈。
6.根據(jù)權利要求1-5任一所述的二氧化氮檢測裝置，其特征在于，所述親水膜為絲綢、純棉布、玻璃纖維濾膜或聚丙烯熱風無紡布。
7.—種二氧化氮檢測方法，其特征在于，采用如權利要求1-6任一所述的二氧化氮檢測裝置，具體步驟包括: 步驟1、出氣通道連接真空泵，在真空泵的作用下，待檢測氣體從進氣通道進入到反應腔中，并從出氣通道抽出至反應腔外； 步驟2、進液通道連接蠕動泵，在蠕動泵的作用下，試劑從進液通道進入到反應腔中并在重力的作用下均勻擴散到親水膜上，待檢測氣體中的二氧化氮氣體與親水膜上的試劑發(fā)生表面化學發(fā)光反應；同時，出液通道連接有蠕動泵或真空泵，在蠕動泵或真空泵的作用下，親水膜下端反應過的試劑通過出液通道抽出至反應腔外； 步驟3、光電傳感器檢測親水膜表面化學發(fā)光反應產(chǎn)生的光信號，以輸出二氧化氮濃度相對應的電信號，電信號經(jīng)計算機計算處理后轉換為二氧化氮濃度數(shù)值； 其中，試劑為含有魯米諾與亞硫酸鈉的混合溶液，混合溶液的PH值為12?13，魯米諾的濃度為0.4X10-4 mol/L?L2X10-3 mol/L，亞硫酸鈉的濃度為1.5 X 1(T2 mol/L?`3.5 X 1(T2 mol/L。
【文檔編號】G01N21/76GK103558212SQ201310592457
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權日:2013年11月22日
【發(fā)明者】王竹青, 鄭軼, 夏衛(wèi)平, 鞏小東, 呂婧 申請人:山東省科學院海洋儀器儀表研究所