專利名稱：光電雙信號(hào)同時(shí)檢測汽油中甲醇和乙醇的方法及檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測汽油中甲醇和乙醇的方法及檢測設(shè)備，尤其是一種結(jié)構(gòu)簡
單、易于操作、運(yùn)行成本低(以空氣為載氣)、具有良好的穩(wěn)定性及重現(xiàn)性、檢測效率及精度 高的光電雙信號(hào)同時(shí)檢測汽油中甲醇和乙醇的方法及檢測器。
背景技術(shù)：
汽油組成非常復(fù)雜，已知道的組分多達(dá)幾百個(gè)，甚至上千個(gè)。目前市場上通用的乙 醇汽油是一種調(diào)和汽油，即在汽油中加入乙醇(例如E10汽油，即加入9. 5% 10. 5% (V/ V)乙醇)，所加入的乙醇含量屬于必須檢驗(yàn)的指標(biāo)；由于甲醇相對便宜，因此也常被加入調(diào) 和汽油中。甲醇毒性較大，主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)，具有明顯的麻醉作用。急性甲醇中毒后主 要受損器官是中樞神經(jīng)系統(tǒng)、視神經(jīng)及視網(wǎng)膜，常會(huì)出現(xiàn)頭暈、頭痛、眩暈、乏力、步態(tài)蹣跚、 失眠，表情淡漠、意識(shí)混濁等現(xiàn)象；嚴(yán)重急性甲醇中毒會(huì)出現(xiàn)視力急劇下降，甚至雙目失明， 最后可因呼吸衰竭而死亡。因此，調(diào)和汽油中的甲醇含量必需滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，否則判定為不 合格商品。 目前，按照美國ASTMD 6839-02 (2007)標(biāo)準(zhǔn)等檢驗(yàn)汽油中甲醇、乙醇含量時(shí)，是采 用多維氣相色譜儀(如AC公司的M3新配方汽油分析儀)。不但儀器設(shè)備價(jià)格昂貴(120多 萬元)、分析時(shí)間長(75分鐘左右)，而且分離流程復(fù)雜、受影響因素多，即使在相同的分離 條件下對不同工藝的汽油樣品分析過程中也常有未知峰出現(xiàn)，色譜峰展寬造成較大的定量 誤差，影響測定的準(zhǔn)確性。 現(xiàn)有的納米材料表面催化發(fā)光檢測器是將涂有納米材料的直徑為4 7mm電熱陶 瓷棒置于直徑為12 20mm、長度為100 150mm的石英管內(nèi)，在石英管上斜對角設(shè)置有進(jìn) 樣口 、放空口 ，在石英管外與納米材料對應(yīng)設(shè)置有濾光片或光柵、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置(近紫 外靈敏光譜測量型微弱發(fā)光測量儀、光電倍增管等)。測量時(shí)，電熱陶瓷棒對納米材料進(jìn)行 加熱，空氣泵等進(jìn)樣系統(tǒng)將樣品隨載氣從進(jìn)樣口進(jìn)入石英管，流經(jīng)納米材料表面從放空口 排出，納米材料表面催化所發(fā)出的光經(jīng)濾光片或光柵去除雜散光后，再經(jīng)過光電信號(hào)轉(zhuǎn)換 裝置變成適應(yīng)于微機(jī)等數(shù)據(jù)處理單元的電信號(hào)，進(jìn)行檢測分析?，F(xiàn)有納米材料表面催化發(fā) 光檢測器中的納米材料通常采用三氧化二鋁、氧化鋅、氧化鐵等，用于定量分析乙醇、三甲 胺等及食品中激素類藥物殘留檢測等，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、制造成本低廉(幾萬元)、 選擇性強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用少、使用壽命長、靈敏度高及重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于甲醇和乙醇的 催化發(fā)光信號(hào)接近，使流經(jīng)納米催化材料表面的催化發(fā)光信號(hào)難以分辨，有時(shí)需要依靠改 變分析條件來分開信號(hào)，不但操作繁瑣、延長了分析檢測的時(shí)間，更主要的是直接影響了定 量分析的準(zhǔn)確性。迄今為止還沒有關(guān)于用納米材料表面催化發(fā)光和電化學(xué)信號(hào)同時(shí)檢測汽 油中甲醇和乙醇的方法及檢測器的相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、運(yùn)行成本低(以空氣為載氣)、具有良好的穩(wěn)定性及重現(xiàn)性、檢測效率及精度高的光電 雙信號(hào)同時(shí)檢測汽油中甲醇和乙醇的方法及檢測器。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種光電雙信號(hào)同時(shí)檢測汽油中甲醇和乙醇的方法， 其特征是以納米催化發(fā)光檢測器進(jìn)行檢測，所用納米材料為氧化鈦和氧化錫的復(fù)合材料， 氧化錫為復(fù)合材料總質(zhì)量的35 55%，檢測波長為400 460nm，納米材料的加熱溫度范 圍200 30(TC，載氣流速20 200ml/min ;在所述納米材料的兩端施加電壓并取所產(chǎn)生的 電流為檢測信號(hào)。 —種上述光電雙信號(hào)同時(shí)檢測汽油中甲醇和乙醇的方法用檢測器，有石英管，石 英管上設(shè)有進(jìn)樣口和放空口 ，石英管內(nèi)置有陶瓷加熱棒，在陶瓷加熱棒內(nèi)固定有加熱元件， 在陶瓷加熱棒外涂有納米半導(dǎo)體金屬氧化物，與納米半導(dǎo)體金屬氧化物對應(yīng)設(shè)置有濾光片 或光柵及光電信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，所述納米半導(dǎo)體金屬氧化物為氧化鈦和氧化錫的復(fù)合材料， 氧化錫為復(fù)合材料總質(zhì)量的35 55%，在所述納米半導(dǎo)體金屬氧化物的兩端分別設(shè)有正 電極、負(fù)電極，正電極、負(fù)電極之間的電流輸出及光電信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置與電信號(hào)檢測電路相 接。 所述進(jìn)樣口和放空口的中心均位于石英管的軸線上。 本發(fā)明將納米催化發(fā)光檢測器中的納米材料設(shè)定為氧化鈦和氧化錫納米復(fù)合材 料，所檢測的光信號(hào)和電化學(xué)信號(hào)均與甲醇和乙醇的濃度成相關(guān)性，可同時(shí)對汽油中甲醇 和乙醇的含量進(jìn)行快速、準(zhǔn)確檢測，克服了用氣相色譜儀進(jìn)行分析所存在的儀器設(shè)備價(jià)格 昂貴、分析時(shí)間長及準(zhǔn)確性差的缺點(diǎn)；解決了現(xiàn)有技術(shù)只取納米材料表面催化光信號(hào)進(jìn)行 檢測而存在的發(fā)光信號(hào)難以分辨、操作繁瑣、延長了分析檢測時(shí)間的問題，本發(fā)明還具有結(jié) 構(gòu)簡單、成本低廉(幾萬元)、易于操作、選擇性強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用少、使用壽命長、穩(wěn)定性及重現(xiàn) 性良好、檢測效率及精度高等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。 本發(fā)明實(shí)施例是以納米催化發(fā)光檢測器進(jìn)行檢測，所用納米材料為氧化鈦和氧化 錫的復(fù)合材料，氧化錫為復(fù)合材料總質(zhì)量的35 55%，檢測波長為400 460nm，納米材料 的加熱溫度范圍200 300。C，載氣流速20 200ml/min，霧化器溫度為210。C使樣品霧化， 在所述納米材料的兩端施加電壓，使強(qiáng)度1 15mA的電流通過空載時(shí)的納米材料并取所產(chǎn) 生的電流值為檢測信號(hào)。 所用檢測器如圖1所示有石英管l，石英管1上設(shè)有進(jìn)樣口 2和放空口 3，石英管 1內(nèi)置有陶瓷加熱棒4，在陶瓷加熱棒4內(nèi)固定有加熱元件5，在陶瓷加熱棒4外涂有納米 半導(dǎo)體金屬氧化物6，與納米半導(dǎo)體金屬氧化物6對應(yīng)設(shè)置有濾光片或光柵7及光電信號(hào) 轉(zhuǎn)換裝置8，所述納米半導(dǎo)體金屬氧化物6為氧化鈦和氧化錫的復(fù)合材料，氧化錫為復(fù)合材 料總質(zhì)量的35 55%，在所述納米半導(dǎo)體金屬氧化物6的兩端分別設(shè)有正電極9、負(fù)電極 10，可在正電極9、負(fù)電極10之間相接電流表(電信號(hào)檢測電路ll)，也可將電流引出，電流
4輸出端與模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路12相接，所述光電信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置8及模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路12同時(shí)與 微處理器(電信號(hào)檢測電路11)相接。為了避免因進(jìn)樣口 2和放空口 3對角設(shè)置而造成的 死體積大的問題，所述進(jìn)樣口 2和放空口 3的中心均位于石英管1的軸線上。
檢測時(shí)按照現(xiàn)有技術(shù)的方法將加熱元件5與電源相接，同時(shí)將正、負(fù)電極9、10與 電源相接，使強(qiáng)度1 15mA的電流通過空載時(shí)的納米材料。將汽油按照現(xiàn)有技術(shù)方法進(jìn)行 霧化并以空氣為載氣，從進(jìn)樣口 2進(jìn)入，從放空口 3流出，樣品即流經(jīng)氧化鈦和氧化錫的復(fù) 合材料層，產(chǎn)生與甲醇和乙醇的濃度成相關(guān)性的光信號(hào)和電信號(hào)。通過對光信號(hào)和電信號(hào) 進(jìn)行處理并檢測，即可測出汽油中甲醇和乙醇各自的含量，甲醇檢測的線性范圍O. 002% 30. 00% (V/V)，乙醇檢測的線性范圍0. 005 % 20. 00% (V/V)。 實(shí)驗(yàn)例1 :以E10乙醇汽油為實(shí)驗(yàn)樣品，用本發(fā)明實(shí)施例的方法測定的乙醇的含量 為9.97% (V/V)，多維氣相色譜的檢測值為10.23% (V/V);用實(shí)施例的方法測定的甲醇的 含量為0. 02% (V/V)，多維氣相色譜的檢測值0. 02% (V/V)。 實(shí)驗(yàn)例2 :以93#無鉛汽油為實(shí)驗(yàn)樣品，用實(shí)施例的方法測定的乙醇的含量為 0.00% (V/V)，多維氣相色譜的檢測值為0.00X (V/V);用實(shí)施例的方法測定的甲醇的含量 為0. 00% (V/V)，多維氣相色譜的檢測值0. 00% (V/V)。 實(shí)驗(yàn)例3 :以調(diào)和汽油為實(shí)驗(yàn)樣品，用實(shí)施例的方法測定的乙醇的含量為10. 05% (V/V)，多維氣相色譜的檢測值為10.27% (V/V);用實(shí)施例的方法測定的甲醇的含量為 0. 12% (V/V)，多維氣相色譜的檢測值0. 13% (V/V)。
權(quán)利要求
一種光電雙信號(hào)同時(shí)檢測汽油中甲醇和乙醇的方法，其特征是以納米催化發(fā)光檢測器進(jìn)行檢測，所用納米材料為氧化鈦和氧化錫的復(fù)合材料，氧化錫為復(fù)合材料總質(zhì)量的35～55％，檢測波長為400～460nm，納米材料的加熱溫度范圍200～300℃，載氣流速20～200ml/min；在所述納米材料的兩端施加電壓并取所產(chǎn)生的電流為檢測信號(hào)。
2. —種如權(quán)利要求1所述光電雙信號(hào)同時(shí)檢測汽油中甲醇和乙醇的方法用檢測器， 有石英管(l)，石英管(1)上設(shè)有進(jìn)樣口 (2)和放空口 (3)，石英管(1)內(nèi)置有陶瓷加熱棒 (4)，在陶瓷加熱棒(4)內(nèi)固定有加熱元件(5)，在陶瓷加熱棒(4)外涂有納米半導(dǎo)體金屬氧 化物(6)，與納米半導(dǎo)體金屬氧化物(6)對應(yīng)設(shè)置有濾光片或光柵(7)及光電信號(hào)轉(zhuǎn)換裝 置(8)，其特征在于所述納米半導(dǎo)體金屬氧化物(6)為氧化鈦和氧化錫的復(fù)合材料，氧化 錫為復(fù)合材料總質(zhì)量的35 55%，在所述納米半導(dǎo)體金屬氧化物(6)的兩端分別設(shè)有正電 極(9)、負(fù)電極(IO)，正電極(9)、負(fù)電極(10)之間的電流輸出及光電信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置(8)與 電信號(hào)檢測電路(11)相接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電雙信號(hào)同時(shí)檢測汽油中甲醇和乙醇的方法用檢測器，其 特征在于所述進(jìn)樣口 (2)和放空口 (3)的中心均位于石英管(1)的軸線上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、運(yùn)行成本低(以空氣為載氣)、具有良好的穩(wěn)定性及重現(xiàn)性、檢測效率及精度高的光電雙信號(hào)同時(shí)檢測汽油中甲醇和乙醇的方法及檢測器，是以納米催化發(fā)光檢測器進(jìn)行檢測，所用納米材料為氧化鈦和氧化錫復(fù)合材料，氧化錫為復(fù)合材料總質(zhì)量的35～55％，檢測波長為400～460nm，納米材料的加熱溫度范圍200～300℃，載氣流速20～200ml/min；在所述納米材料的兩端施加電壓并取電流值為檢測信號(hào)。所用檢測器與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別是在納米半導(dǎo)體金屬氧化物的兩端分別設(shè)有正電極、負(fù)電極，正電極、負(fù)電極之間的電流輸出及光電信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置與電信號(hào)檢測電路相接。
文檔編號(hào)G01N21/01GK101793836SQ20101012652
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日
發(fā)明者劉名揚(yáng), 衛(wèi)鋒, 孫世彧, 李天順, 董振霖, 鄒明強(qiáng) 申請人:中華人民共和國遼寧出入境檢驗(yàn)檢疫局