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(yīng)腔，反應(yīng)腔中設(shè)置有親水膜，親水膜貼在第一蓋板上，第一蓋板上還設(shè)置有與反應(yīng)腔連通的進(jìn)氣通道和出氣通道，進(jìn)氣通道和出氣通道位于親水膜的兩側(cè)，第一蓋板上還設(shè)置有與反應(yīng)腔連通進(jìn)液通道和出液通道，親水膜遮蓋住進(jìn)液通道和出液通道的端口；第二蓋板上位于反應(yīng)腔的部分還開設(shè)有觀察窗，觀察窗與反應(yīng)腔之間還設(shè)置有玻璃片，觀察窗中設(shè)置有光電傳感器。通過光電傳感器檢測氣液反應(yīng)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(shù)領(lǐng)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(shù)】
[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(yīng)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(jī)過氧自由基反應(yīng)生成有機(jī)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(zhǔn)確測定環(huán)境大氣中的二氧化氮對于了解大氣污染機(jī)制，判斷大氣污染程度，確定污染來源，進(jìn)行空氣質(zhì)量預(yù)警，以及幫助制定合理的城市規(guī)劃建設(shè)等都具有重要意義?，F(xiàn)有技術(shù)中的二氧化氮檢測裝置中大都使用電化學(xué)傳感器，而電化學(xué)傳感器都存在靈敏度度低、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)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(shù)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(shù)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(shí)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(shù)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(yīng)腔，所述反應(yīng)腔中設(shè)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(shè)置有與所述反應(yīng)腔連通的進(jìn)氣通道和出氣通道，所述進(jìn)氣通道和出氣通道位于所述親水膜的兩側(cè)，所述第一蓋板上還設(shè)置有與所述反應(yīng)腔連通進(jìn)液通道和出液通道，所述親水膜遮蓋住所述進(jìn)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(yīng)腔的部分還開設(shè)有觀察窗，所述觀察窗與所述反應(yīng)腔之間還設(shè)置有玻璃片，所述觀察窗中設(shè)置有光電傳感器。
[0005]進(jìn)一步的，所述進(jìn)液通道中還設(shè)置有緩沖網(wǎng)布。
[0006]進(jìn)一步的，所述緩沖網(wǎng)布位于所述進(jìn)液通道的端口處并貼靠在所述親水膜上。
[0007]進(jìn)一步的，所述親水膜豎直放置，所述親水膜的兩側(cè)設(shè)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(jìn)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(shè)置有密封圈。
[0009]進(jìn)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(fēng)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(jìn)氣通道進(jìn)入到反應(yīng)腔中，并從出氣通道抽出至反應(yīng)腔外；
步驟2、進(jìn)液通道連接蠕動泵，在蠕動泵的作用下，試劑從進(jìn)液通道進(jìn)入到反應(yīng)腔中并在重力的作用下均勻擴(kuò)散到親水膜上，待檢測氣體中的二氧化氮?dú)怏w與親水膜上的試劑發(fā)生表面化學(xué)發(fā)光反應(yīng)；同時(shí)，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(yīng)過的試劑通過出液通道抽出至反應(yīng)腔外；
步驟3、光電傳感器檢測親水膜表面化學(xué)發(fā)光反應(yīng)產(chǎn)生的光信號，以輸出二氧化氮濃度相對應(yīng)的電信號，電信號經(jīng)計(jì)算機(jī)計(jì)算處理后轉(zhuǎn)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(xué)發(fā)光原理，二氧化氮進(jìn)入到反應(yīng)腔中后能夠有效的加強(qiáng)氣液反應(yīng)，同時(shí)通過光電傳感器檢測氣液反應(yīng)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(yīng)速度和靈敏度，同時(shí)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(kuò)散開，更有利于二氧化氮與試劑進(jìn)行充分氣液反應(yīng)，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(jié)構(gòu)簡單以外出攜帶，用于不同場合下的二氧化氮?dú)怏w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?dú)怏w實(shí)時(shí)在線監(jiān)測以及土壤揮發(fā)氣體中的超低濃度二氧化氮?dú)怏w檢測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)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(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)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(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明二氧化氮檢測裝置實(shí)施例的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)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(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0015]如圖1-圖2所示，本實(shí)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(yīng)腔10，反應(yīng)腔10中設(shè)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(shè)置有與反應(yīng)腔10連通的進(jìn)氣通道11和出氣通道12，進(jìn)氣通道11和出氣通道12位于親水膜3的兩側(cè)，第一蓋板I上還設(shè)置有與反應(yīng)腔10連通進(jìn)液通道13和出液通道14，親水膜3遮蓋住進(jìn)液通道13和出液通道14的端口 ；第二蓋板2上位于反應(yīng)腔10的部分還開設(shè)有觀察窗(未圖示)，觀察窗與反應(yīng)腔10之間還設(shè)置有玻璃片4，觀察窗中設(shè)置有光電傳感器5。[0016]具體而言，本實(shí)施例二氧化氮檢測裝置在反應(yīng)腔10中設(shè)置有親水膜3，進(jìn)液通道13能夠?qū)⒃噭┹斔偷椒磻?yīng)腔10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(kuò)散開，而進(jìn)氣通道11將待檢測的氣體輸送至反應(yīng)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(xué)發(fā)光反應(yīng)，而光電傳感器5將檢測光信號并轉(zhuǎn)化為電信號輸出，光電傳感器5輸出的電信號通過，計(jì)算處理后便可以轉(zhuǎn)換為二氧化氮濃度數(shù)值。相比于采用電化學(xué)傳感器，本實(shí)施例中的光電傳感器5能夠更加精準(zhǔn)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(shí)，本實(shí)施例二氧化氮檢測裝置基于氣液相表面化學(xué)發(fā)光原理，通過檢測二氧化氮與試劑發(fā)生表面化學(xué)發(fā)光反應(yīng)產(chǎn)生的光進(jìn)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(yīng)的試劑發(fā)生表面化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，不會受其他物質(zhì)的影響，從而能夠更加準(zhǔn)確的檢測二氧化氮的濃度。
[0017]進(jìn)一步的，為了避免進(jìn)液通道13輸出的試劑對親水膜3產(chǎn)生過大的沖擊力，進(jìn)液通道13中還設(shè)置有緩沖網(wǎng)布131。具體的，進(jìn)液通道13輸出的試劑經(jīng)過緩沖網(wǎng)布131才進(jìn)入到反應(yīng)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(shí)，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(kuò)散。優(yōu)選的，緩沖網(wǎng)布131位于進(jìn)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(jìn)入到親水膜3上，緩沖網(wǎng)布131將增大試劑進(jìn)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(kuò)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(cè)設(shè)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(jìn)一步的，為了提高本實(shí)施例二氧化氮檢測裝置的密封性能，本實(shí)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(shè)置有密封圈41。優(yōu)選的，本實(shí)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(fēng)無紡布等高浸潤性、高擴(kuò)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(kuò)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(xué)發(fā)光反應(yīng)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(jìn)氣通道進(jìn)入到反應(yīng)腔中，并從出氣通道抽出至反應(yīng)腔外；
步驟2、進(jìn)液通道連接蠕動泵，在蠕動泵的作用下，試劑從進(jìn)液通道進(jìn)入到反應(yīng)腔中并在重力的作用下均勻擴(kuò)散到親水膜上，待檢測氣體中的二氧化氮?dú)怏w與親水膜上的試劑發(fā)生表面化學(xué)發(fā)光反應(yīng)；同時(shí)，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(yīng)過的試劑通過出液通道抽出至反應(yīng)腔外；
步驟3、光電傳感器檢測親水膜表面化學(xué)發(fā)光反應(yīng)產(chǎn)生的光信號，以輸出二氧化氮濃度相對應(yīng)的電信號，電信號經(jīng)計(jì)算機(jī)計(jì)算處理后轉(zhuǎn)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(jìn)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(xué)發(fā)光原理，二氧化氮進(jìn)入到反應(yīng)腔中后能夠有效的加強(qiáng)氣液反應(yīng)，同時(shí)通過光電傳感器檢測氣液反應(yīng)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(yīng)速度和靈敏度，同時(shí)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(kuò)散開，更有利于二氧化氮與試劑進(jìn)行充分氣液反應(yīng)，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(jié)構(gòu)簡單以外出攜帶，用于不同場合下的二氧化氮?dú)怏w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?dú)怏w實(shí)時(shí)在線監(jiān)測以及土壤揮發(fā)氣體中的超低濃度二氧化氮?dú)怏w檢測。
[0021]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)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(yīng)腔，所述反應(yīng)腔中設(shè)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(shè)置有與所述反應(yīng)腔連通的進(jìn)氣通道和出氣通道，所述進(jìn)氣通道和出氣通道位于所述親水膜的兩側(cè)，所述第一蓋板上還設(shè)置有與所述反應(yīng)腔連通進(jìn)液通道和出液通道，所述親水膜遮蓋住所述進(jìn)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(yīng)腔的部分還開設(shè)有觀察窗，所述觀察窗與所述反應(yīng)腔之間還設(shè)置有玻璃片，所述觀察窗中設(shè)置有光電傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化氮檢測裝置，其特征在于，所述進(jìn)液通道中還設(shè)置有緩沖網(wǎng)布。
3.根據(jù)權(quán)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(jìn)液通道的端口處并貼靠在所述親水膜上。
4.根據(jù)權(quán)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(cè)設(shè)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(quán)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(shè)置有密封圈。
6.根據(jù)權(quán)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(fēng)無紡布。
7.—種二氧化氮檢測方法，其特征在于，采用如權(quán)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(jìn)氣通道進(jìn)入到反應(yīng)腔中，并從出氣通道抽出至反應(yīng)腔外； 步驟2、進(jìn)液通道連接蠕動泵，在蠕動泵的作用下，試劑從進(jìn)液通道進(jìn)入到反應(yīng)腔中并在重力的作用下均勻擴(kuò)散到親水膜上，待檢測氣體中的二氧化氮?dú)怏w與親水膜上的試劑發(fā)生表面化學(xué)發(fā)光反應(yīng)；同時(shí)，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(yīng)過的試劑通過出液通道抽出至反應(yīng)腔外； 步驟3、光電傳感器檢測親水膜表面化學(xué)發(fā)光反應(yīng)產(chǎn)生的光信號，以輸出二氧化氮濃度相對應(yīng)的電信號，電信號經(jīng)計(jì)算機(jī)計(jì)算處理后轉(zhuǎn)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(quán)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(xué)院海洋儀器儀表研究所