本發(fā)明涉及一種檢測儀，特別是一種高精度氰化物檢測儀。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)上，氰化物被廣泛應(yīng)用于黃金采礦、電鍍、冶金等方面，具有非常重要的作用。然而氰化物在生物體以及環(huán)境中是一種劇毒化學(xué)品，尤其對于哺乳動物而言，毒性極高。氰化物可通過呼吸道、食道以及皮膚浸入身體中而引起中毒，輕者有粘膜刺激癥狀，唇舌麻木、氣喘、惡心、嘔吐、心悸。重者，呼吸不規(guī)則、意識逐漸昏迷、可迅速發(fā)生呼吸障礙而死亡，同時，氰化物的致死量極低，當(dāng)含量大于1.9μmol/L時即會對人體帶來巨大的傷害，而對于小型哺乳動物而言，該含量已經(jīng)遠遠大于致死量。因此，需要精確有效的對微量氰化物進行檢測，現(xiàn)有的檢測方法通常采用比色、熒光法識別，雖然具有價格低廉，操作快捷的特點，但是其檢測靈敏度較低，當(dāng)氰化物含量小于2.7μmol/L時就會出現(xiàn)觀測困難，當(dāng)含量小于2.1μmol/L時，則會出現(xiàn)檢測限制。因此需要一種具有精確度高，靈敏度高，同時不存在觀測困難的高精度氰化物檢測儀。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種通過傳感分子與氰化物結(jié)合后在激光的作用下，通過檢測激光衰減度來檢測氰化物濃度，精確度高，靈敏度高，不會帶來觀測困難，能夠避免人為影響和環(huán)境影響對檢測精度帶來影響的高精度氰化物檢測儀。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種高精度氰化物檢測儀，包括并聯(lián)的激光器輸入端一和激光器輸入端二，所述激光器輸入端一和激光器輸入端二均與耦合器相連，所述耦合器與折射室入口相連，所述折射室出口連接有輸出器，所述折射室設(shè)有進樣器，所述進樣器與折射室的連接處設(shè)有探測膜，所述折射室外表面設(shè)有校準器，所述折射室內(nèi)表面設(shè)有若干溫度傳感器和氣壓傳感器，所述折射室外表面設(shè)有若干溫度傳感器和氣壓傳感器，每一個所述溫度傳感器和氣壓傳感器信號連接校準器。

由于采用了上述技術(shù)方案，通過激光器發(fā)出的激光經(jīng)由激光輸入端一和激光輸入端二進入檢測光路中，通過進樣器將樣品吸入折射室中，在樣品進入折射室的過程中，經(jīng)過探測膜時，傳感分子迅速與CN^-結(jié)合，激光經(jīng)過結(jié)合CN^-的傳感分子后光強度發(fā)生衰減，從而根據(jù)激光衰減度來檢測出樣品中氰化物的含量，校準器將傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)和氣壓數(shù)據(jù)取得平均值，通過大面的溫度數(shù)據(jù)和氣壓數(shù)據(jù)對光衰減度進行校準，能夠進一步保證檢測精度。

本發(fā)明的一種高精度氰化物檢測儀，所述折射室包括水平設(shè)置的通道一和豎直設(shè)置的通道二，所述通道一與通道二固定連接，所述通道一與通道二垂直，所述折射室內(nèi)，通道一與通道二連接處設(shè)有反射鏡，所述折射室入口設(shè)有平凸鏡一，所述平凸鏡一凸面朝向耦合器，所述折射室出口設(shè)有平凸鏡二，所述平凸鏡二凸面朝向輸出器。

由于采用了上述技術(shù)方案，通過平凸鏡一能夠?qū)⒓す獍l(fā)散并平射至反射鏡上，經(jīng)過衰減、反射后激光通過平凸鏡二聚焦后再通過計算衰減強度從而精確檢測氰化物含量。

本發(fā)明的一種高精度氰化物檢測儀，所述激光輸入端一和耦合器之間連有光隔離器，所述激光輸入端二和耦合器之間連有光衰減器。

由于采用了上述技術(shù)方案，通過光隔離器和光衰減器能夠降低噪聲，提高檢測精度。

本發(fā)明的一種高精度氰化物檢測儀，所述折射室的入口與水平方向具有45°的夾角，所述折射室的出口與豎直方向具有45°的夾角。

本發(fā)明的一種高精度氰化物檢測儀，所述光隔離器的隔離波長為1489nm，隔離度為60dB，所述光衰減器為轉(zhuǎn)換器式光固定衰減器，衰減量為20dB。

由于采用了上述技術(shù)方案，該規(guī)格參數(shù)的光隔離器和光衰減器針對氰化物的檢測精度最高。

本發(fā)明的一種高精度氰化物檢測儀，所述進樣器包括并列設(shè)置的進樣口和出樣口，所述進樣口和出樣口通過水泵與折射室連通，所述進樣口與通道一連通，所述出樣口與通道二連通, 所述水泵的流量為0.04cm³/s。

由于采用了上述技術(shù)方案，通過水泵將樣品吸入折射室內(nèi)，再通過出樣口離開，從而完成檢測循環(huán)，上述水泵的流量能夠保證樣品的循環(huán)速度，少量進樣，少量出樣，從而滿足高精度的檢測要求。

本發(fā)明的一種高精度氰化物檢測儀，所所述探測膜設(shè)于通道一與水泵連接處，所述通道二內(nèi)設(shè)有隔斷，所述隔斷將通道二分成上段和下段，所述上段與出樣口連通，所述隔斷由透明材料制成。

由于采用了上述技術(shù)方案，將樣品從下段排出，能夠減小樣品中的其他物質(zhì)對光衰減的影響度，保證檢測精度，減小折射室中水分子的含量，從而減小誤差。

本發(fā)明的一種高精度氰化物檢測儀，所述檢測膜由質(zhì)量份42份殼聚糖，27份硅烷炔嵌段樹脂，13份甲基丙烯酸甲酯和26份傳感分子組成，所述硅烷炔嵌段樹脂分子式為為ABA，其中

所述傳感分子的結(jié)構(gòu)式為。

由于采用了上述技術(shù)方案，對氰化物的探測靈敏度高，同時基材對激光衰減作用影響微弱。

本發(fā)明的一種高精度氰化物檢測儀，所述通道二外側(cè)設(shè)有校準器，所述校準器包括大氣壓檢測單元和溫度檢測單元，所述校準器的校準按照以下公式： QUOTE ，其中n為校準迭代次數(shù)， QUOTE 為校準值，P為實測大氣壓力， QUOTE 是標準干燥氣體在溫度t，壓力p時的空氣折射尾數(shù)，T為實測溫度，f為水蒸氣分壓力， QUOTE 為工作波長，a為校準系數(shù)=0.03441，所述n的最大迭代次數(shù)最大值為72。

由于采用了上述技術(shù)方案，通過校準器，對環(huán)境溫度、大氣壓、水分子、隔斷材料等對激光衰減的作用通過迭代計算進行校準，進一步保證精確的檢測精度。

本發(fā)明的一種高精度氰化物檢測儀，所述輸出端的輸出公式為：c= QUOTE ，其中c為氰化物濃度，n為迭代次數(shù)，I₁為激光輸入端一的光強度，I₂為激光輸入端二的光強度，K_t為傳感分子的光吸收系數(shù)， QUOTE 為光電轉(zhuǎn)換系數(shù)，m為光強調(diào)制系數(shù)，n為光衰減器系數(shù)，u₁為激光輸入端一的電壓信號，u₂為激光輸入端二的電壓信號， QUOTE 為水蒸氣吸收系數(shù)，L為有效氣體吸收光程。

由于采用了上述技術(shù)方案，通過輸出端對氰化物濃度進行輸出，得到精確的含量結(jié)果，誤差范圍±0.014‰。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、過傳感分子與氰化物結(jié)合后在激光的作用下，通過檢測激光衰減度來檢測氰化物濃度，精確度高，靈敏度高，不會帶來觀測困難，能夠避免人為影響和環(huán)境影響對檢測精度帶來影響。

3、檢測精度高，對環(huán)境溫度、大氣壓、水分子、隔斷材料等對激光衰減的作用通過迭代計算進行校準，得到精確的含量結(jié)果，檢測下限為0.7μmol/L，誤差范圍±0.014‰。

附圖說明

圖1是一種高精度氰化物檢測儀結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標記：1為激光輸入端一，2為激光輸入端二，3為耦合器，4為光隔離器，5為光衰減器，6為折射室，7為反射鏡，8為校準器，9為輸出端，10為進樣器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細的說明。

為了使發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

如圖1所示，一種高精度氰化物檢測儀，包括并聯(lián)的激光器輸入端一1和激光器輸入端二2，激光器輸入端一1和激光器輸入端二2均與耦合器3相連，耦合器3與折射室6入口相連，折射室6出口連接有輸出器9，折射室6設(shè)有進樣器10，進樣器10與折射室6的連接處設(shè)有探測膜，折射室6外表面設(shè)有校準器8，折射室6內(nèi)表面設(shè)有若干溫度傳感器和氣壓傳感器，折射室6外表面設(shè)有若干溫度傳感器和氣壓傳感器，每一個所述溫度傳感器和氣壓傳感器信號連接校準器8。折射室6包括水平設(shè)置的通道一和豎直設(shè)置的通道二，通道一與通道二固定連接，通道一與通道二垂直，折射室6內(nèi)，通道一與通道二連接處設(shè)有反射鏡7，折射室6入口設(shè)有平凸鏡一，平凸鏡一凸面朝向耦合器3，折射室6出口設(shè)有平凸鏡二，平凸鏡二凸面朝向輸出器9。激光輸入端一1和耦合器3之間連有光隔離器4，激光輸入端二2和耦合器3之間連有光衰減器5。折射室6的入口與水平方向具有45°的夾角，折射室6的出口與豎直方向具有45°的夾角。光隔離器4的隔離波長為1489nm，隔離度為60dB，光衰減器5為轉(zhuǎn)換器式光固定衰減器，衰減量為20dB。進樣器10包括并列設(shè)置的進樣口和出樣口，進樣口和出樣口通過水泵與折射室6連通，水泵的流量為0.04cm³/s，進樣口與通道一連通，出樣口與通道二連通。探測膜設(shè)于通道一與水泵連接處，通道二內(nèi)設(shè)有隔斷，隔斷將通道二分成上段和下段，上段與出樣口連通，隔斷由透明材料制成。

檢測膜由質(zhì)量份42份殼聚糖，27份硅烷炔嵌段樹脂，13份甲基丙烯酸甲酯和26份傳感分子組成，硅烷炔嵌段樹脂分子式為為ABA，其中

傳感分子的結(jié)構(gòu)式為。

通道二外側(cè)設(shè)有校準器8，校準器8包括大氣壓檢測單元和溫度檢測單元，校準器8的校準按照以下公式： QUOTE ，其中n為校準迭代次數(shù)， QUOTE 為校準值，P為實測大氣壓力， QUOTE 是標準干燥氣體在溫度t，壓力p時的空氣折射尾數(shù)，T為實測溫度，f為水蒸氣分壓力， QUOTE 為工作波長，a為校準系數(shù)=0.03441，n的最大迭代次數(shù)最大值為72。

輸出端9的輸出公式為：c= QUOTE ，其中c為氰化物濃度，n為迭代次數(shù)，I₁為激光輸入端一的光強度，I₂為激光輸入端二的光強度，K_t為傳感分子的光吸收系數(shù)， QUOTE 為光電轉(zhuǎn)換系數(shù)，m為光強調(diào)制系數(shù)，n為光衰減器系數(shù)，u₁為激光輸入端一的電壓信號，u₂為激光輸入端二的電壓信號， QUOTE 為水蒸氣吸收系數(shù)，L為有效氣體吸收光程。

實施例2

硅烷炔嵌段樹脂通過以下方法制備：

在四口燒瓶中加入鎂粉（6 g，0.25 mol），和四氫呋喃（40 ml），氮氣氣氛下，滴加溴乙烷（25.92g，0.24 mol），引發(fā)成功后，保溫（45℃）1 h；在冰水浴下滴加間二乙炔基苯（15.12 g，0.12 mol），67℃回流1 h，在冰水浴下向其中滴加二氯多硅氧烷（0.08 mol），回流2 h，得到大單體格氏試劑P₁。在四口燒瓶中加入鎂粉（2.16 g，0.09 mol）和四氫呋喃（40 ml），氮氣氣氛下，滴加溴乙烷（8.64g，0.08 mol），引發(fā)成功后，保溫（45℃）1 h；在冰水浴下滴加間二乙炔基苯（5.04 g，0.04 mol），回流1 h，在冰水浴下向其中滴加二甲基二氯硅烷（7.74 g，0.06 mol），回流2 h，得到大單體氯硅烷P₂。

將P₂緩慢滴加到P₁的反應(yīng)體系中。滴完加熱回流約2h。蒸除四氫呋喃，并冷卻至室溫后，在冰水浴冷卻下，加入冰醋酸（3g）和甲苯（100 ml）的混合溶液，滴加2%稀鹽酸溶液（72 ml）直至分液。水洗至中性，加入無水硫酸鈉干燥。過濾，減壓蒸出溶劑，得到嵌段共聚物，產(chǎn)率約為91%。

合成路線如下所示：

實施例3

傳感分子的合成方法如下：

將22．4 mmol苯并咪唑(A)與30．0mmol丙烯酸甲酯，以及6．3 mmol K₃PO₄(催化劑)依次加入500 mL圓底燒瓶中混合均勻，100 mL乙腈作溶劑，80℃回流8 h。反應(yīng)完畢后，過濾、旋蒸除去無機鹽及反應(yīng)溶劑，得到棕色油狀液體，冷卻后得到產(chǎn)物苯并咪唑-3-丙酸甲酯(B)。再將23．0 mmol溴乙酸乙酯溶于50 mL乙腈后加入化合物B，80℃回流24 h后冷卻至室溫，旋蒸得白色固體，抽濾完畢用丙酮洗滌，烘干后得到白色固N-甲氧基羰乙基-N’-乙氧基羰甲基-苯并咪唑溴鹽(C)。取7．7 mmol化合物C，60．0 mmol 80％水合肼溶于20 mL無水乙醇中，加熱至80℃回流12 h，抽濾、用乙醇洗滌烘干后得白色固體N-氨基酰肼乙基-N’-氨基酰肼甲基-苯并咪唑溴鹽(E)。將2．o mmol化合物E與4．0 mmol 2-羥基-1-萘甲醛溶于30 mL乙醇中，85℃加熱溶解后加入冰乙酸，回流12 h后抽濾，用熱乙醇洗滌，DMF重結(jié)晶，得到目標產(chǎn)物J1。

合成路線如下圖所示：

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。