[实用新型]甲醛气体静态检测传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种甲醛气体的静态检测传感器，该传感器能简单快速地检测出大气环境中的甲醛气体浓度。

背景技术

甲醛的结构简式为HCHO，俗称福尔马林，是无色、具有强烈气味的刺激性气体，吸入高浓度甲醛后，会出现呼吸道的严重刺激和水肿、眼刺痛、头痛，也可发生支气管哮喘，孕妇长期吸入可能导致新生婴儿畸形，甚至死亡，已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。随着人们居住条件的改善，装修材料和家具中释放出的甲醛对人们生活环境的影响已日益严重。美国职业安全与健康管理局（OSHA）规定空气中所允许的甲醛最大浓度为0.75ppm，因此对环境大气中微量甲醛气体的灵敏监测具有十分重要的意义。目前检测甲醛的方法很多，气相色谱、光谱、质谱等大型仪器分析检测方法虽然比较准确，但现场检测难度大，成本高，价格昂贵，不利于推广应用。因而本实用新型提出了一种制作简易、操作方便的甲醛气体静态检测传感器，可通过静态平衡吸附法方便、准确地测定出大气环境中的甲醛气体浓度。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种甲醛气体静态检测传感器，该传感器制作简易、操作方便，能在数分钟内准确地测定出甲醛气体的浓度。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种甲醛气体静态检测传感器，该传感器检测装置包括带阀门的进气管和出气管，氮气经过干燥器进入一个由超级恒温器控温的密闭检测瓶内，充满后由出气管排出，检测时关闭进气管和出气管；检测瓶瓶口用橡胶塞密封，橡胶塞上安装一个内置硅橡胶的不锈钢喷管，用微量进样器的针头穿过硅橡胶可向检测瓶内进样；由一个小型直流电源驱动的小风扇通过导线穿过橡胶塞，悬置于检测瓶底部；甲醛气体静态检测传感器通过导线穿过橡胶塞悬置于检测瓶中部，并与TTL 振荡器相连，TTL振荡器由直流电源驱动，并与频率计数器相连接，构成一个完整的传感检测回路。所述干燥器内放置的干燥剂为无水硫酸镁。所述小风扇的材质是聚酯塑料，且驱动小风扇的小型直流电源的输出电压为1~6V，驱动TTL 振荡器的直流电源的输出电压为2~12V。而且，橡胶塞与检测瓶、进气管和出气管与橡胶塞都是紧密相连的，以此保证检测瓶的整体密闭性良好。所述甲醛气体静态检测传感器为涂膜压电石英晶体传感器，该传感器包括一个石英晶体片，其双面是金属镀膜膜层，所述金属镀膜膜层表面上的涂膜材料为邻苯二甲酸二辛酯膜层，邻苯二甲酸二辛酯膜层表面为连苯三酚杯[4]芳烃膜层。所述石英晶体片为AT切型压电石英晶体，所述金属镀膜膜层为镀金或镀银膜层，厚度为30~300 nm。且所述涂膜材料邻苯二甲酸二辛酯膜层与连苯三酚杯[4]芳烃膜层的质量比为0.1~10:1，所述涂膜材料连苯三酚杯[4]芳烃膜层的涂敷量为5~50 μg，它可以通过氢键作用高灵敏、高选择性地吸附甲醛气体。该传感器通过静态平衡吸附法可方便、准确地测定出甲醛气体的浓度。

整个装置由以上几个部件组装而成，易拆除更换，便于携带。其特征是静态检测传感器的设计、AT切型双面镀银或镀金压电石英晶体传感器的应用和对甲醛气体有特异吸附功能的连苯三酚杯[4]芳烃/邻苯二甲酸二辛酯的使用。其主要工作原理是甲醛气体能够选择性地吸附在所述涂膜材料上，产生的细微小质量变化会使传感器的谐振频率发生变化，以频率变化值来计算所测气样中甲醛气体的浓度。

在装置的设计上，氮气由进气管进入检测室，待测气样由微量进样器注入。氮气可以使吸附在连苯三酚杯[4]芳烃/邻苯二甲酸二辛酯涂膜材料上的甲醛气体脱附，使传感器谐振频率恢复到初值。整个过程可以在几分钟内完成，随后就能用于下一次的检测，所以该传感器装置能有效地缩短检测时间和简化操作过程。

本实用新型的有益效果是，该传感器具有制作简单、成本低廉、灵敏度高和稳定性好等优点，可以准确、快速地测定出甲醛气体的浓度，且检测过程省时省力，非常方便。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

附图1是传感器检测装置的示意图。

附图2是甲醛气体静态检测传感器的剖面示意图。

附图1中，1. 进气管，2. 出气管，3. 干燥器，4. 超级恒温器，5. 检测室，6. 小风扇，7. 甲醛气体静态检测传感器，8. 橡胶塞，9. 硅橡胶，10. 不锈钢喷管，11. 微量进样器，12. 针头，13. 小型直流电源，14. TTL 振荡器，15. 直流电源，16. 频率计数器。

附图2中，71. 石英晶体片，72. 金属镀膜膜层，73. 邻苯二甲酸二辛酯膜层，74. 连苯三酚杯[4]芳烃膜层。

具体实施方式