[发明专利]一种基于红外吸收光谱的甲醛浓度检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于红外吸收光谱的甲醛浓度检测方法和装置，同时检测甲醛气体的两个红外吸收峰位置来检测甲醛对红外光的吸收情况，最终计算甲醛浓度；由于大气中气体都有自己的特征吸收峰，不会与甲醛的两个吸收峰都重合，这样就可以通过选择未被影响的吸收峰，作为检测浓度的数据，就可以大大减少其他气体的影响，提供甲醛浓度的检测精度；本发明中通过事先标定浓度电压比值系数k，并不单独设置一个参考通道，因此可以简化检测流程；本发明的基于红外吸收光谱的甲醛浓度检测装置，光源、探测器、电子元器件等组成部分的寿命长，可以延长使用时间；且装置简单易于实现。

技术领域

本发明属于光电子、电子、光学技术领域，具体涉及一种基于红外吸收光谱的甲醛浓度检测方法及装置。

背景技术

甲醛，化学式为HCHO。是一种有强烈刺激性气味的无色气体。甲醛是一种重要的有机原料，主要用于塑料工业、合成纤维、皮革工业、医药和染料等。

甲醛是室内环境污染的主要污染物,室内甲醛主要来源于以树脂为粘合剂的木制人造板，释放途径有木材及制板原料自身散发出的甲醛。甲醛是原浆毒物，能与蛋白质结合。对人体健康的影响最为突出，国家标准规定室内空气中甲醛含量不得大于0.08mg/m³,甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质,是潜在的强致突变物之一,具有强烈的致癌和促癌作用。

虽然目前测定甲醛的方法很多，如分光光度法、色谱法、荧光法、化学发光法、电化学法等，这些方法中大多必须先用大气采样器将空气中的甲醛抽至吸收液中，再带回实验室进行分析。这样的话，实验周期较长，不适合公共场所的快速检测。

在民用等领域，通常采用甲醛试纸、试剂检测法，这是一种化学方法，材料简单，费用低，但主要依赖于人眼，通过目视比色法进行判断，灵敏度较低，测量误差大。同时，此种方法为一次性，反应液不能重复使用。无法完成实时监测。

民用领域还通常采用电化学传感器。这种传感器采用电化学方法，甲醛与反应材料发生反应，从而改变材料的电导率。这种方法检测速度快。但是，电化学传感器中参与化学反应的材料会随着反应的进行不断减少，因此使用寿命短，需要经常跟换。另外，空气中多种气体如甲烷、氨气及其他可挥发有机物 (VOC)都刻意参与氧化还原反应，从而影响电化学传感器读数，这叫做交叉影响。因此这种甲醛传感器会受到多种气体影响，导致测量结果非常不准确。

提供一种测量结果准确的甲醛检测仪是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于红外吸收光谱的甲醛浓度检测方法及装置，可以通过简单的方法和装置实现对甲醛浓度的精确检测。

一种基于红外吸收光谱的甲醛浓度检测方法，包括：

采用波长范围至少为3.6um到5.78um的红外光源照射待测甲醛气体；

采用透过波长为3.6um的滤波片对经待测甲醛气体吸收后的红外光进行滤光，并将滤波后红外光信号转换为电压信号，作为第一信号；

采用透过波长为5.78um的滤波片对经待测甲醛气体吸收后的红外光进行滤光，并将滤波后红外光信号转换为电压信号，作为第二信号；

判断第一信号与第二信号之间的差值是否在设定范围内：

如果在设定范围内，将第一信号或者第二信号值乘以浓度电压比K，则得到待测甲醛气体的浓度；

如果不在设定范围内，将第一信号和第二信号中的较大值乘以浓度电压比值K，则得到待测甲醛气体的浓度；

其中，浓度电压比值K为事先标定的甲醛浓度与对应的甲醛红外光谱电压值的比值。