一种多场景硫化氢气体含量在线监测方法及监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公布了一种多场景硫化氢气体含量在线监测方法及监测装置，包括气体输送模块、检测模块、控制与数据传输模块；其中将检测模块制成含有硝酸银石英膜的固态H2S气体传感器。含有H2S的气体进入固态H2S气体传感器，H2S被吸附于硝酸银石英膜中，与硝酸银反应生成黄褐色的硫化银；经过445nm光源的照射，含有硫化银的石英膜不断产生和累积硫化银，石英膜吸光度不断增加；根据石英膜吸光度计算出该时间内H2S的浓度平均值，对H2S的浓度进行连续实时测量，由此实现H2S浓度的在线监测。本发明专利技术能够实现环境空气、室内空气、工业生产等多种场景不同H2S浓度的实时监测，装置体积小，结构简单，成本低，灵敏度高，准确度高。准确度高。准确度高。

【技术实现步骤摘要】
一种多场景硫化氢气体含量在线监测方法及监测装置


[0001]本专利技术属于环境气体监测
，涉及有害气体在线监测技术，尤其涉及一种多场景硫化氢气体含量在线监测方法及固态传感器的监测装置。

技术介绍

[0002]硫化氢（H2S）是一种具有微弱酸性，易燃易爆并有强烈毒性的气体，大量存在于天然气、矿井、石油气高产区、运河管道和深洞等环境中。目前我国居住区大气中硫化氢的最高容许浓度为0.01 mg/m3（一次测定）。美国职业安全与健康管理局（OSHA）规定的长时间接触浓度上限为20ppm，10min内接触上限为50ppm。H2S主要损害人的神经系统呼吸系统和心脏等脏器，急性中毒甚至可致人死亡，即使是低浓度的硫化氢气体，人一旦长期接触也会受到眼睛、呼吸系统和中枢神经系统的损害。H2S具有腐蚀性，易对工业设备的线路及机械部件造成腐蚀，损害工业生产；在特定条件下H2S会形成酸雨，对腐蚀建筑物及污染自然水体。因此，为保护人体健康和控制环境污染，在环境气体分析领域、天然气领域、化工业领域及医疗诊断等领域，均需对H2S的含量进行实时的监测和及时的反馈。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多场景硫化氢气体含量在线监测方法，其特征是，利用物理吸附和化学吸附技术，通过制备固态硝酸银石英膜，对硫化氢气体H2S进行捕集和显色；再通过测量硝酸银石英膜的吸光度变化获得H2S浓度；包括如下步骤：A）硝酸银石英膜制备过程：包括配制硝酸银试剂和制膜；具体是：采用浸渍法将石英膜充分浸泡于配制成的硝酸银溶液中，使得硝酸银盐组分均匀地置于多孔材料石英膜的内外表面；之后将浸透硝酸银溶液的石英膜，通过氮气吹扫吹干水分，制成均匀地含有硝酸银盐的硝酸银石英膜；制膜后将石英膜的边缘去除；B）捕集和反应过程：将步骤A）制备得到的硝酸银石英膜固定在腔体中，作为捕集反应腔；对捕集反应腔进行恒温控制和避光处理；捕集过程中，待测气体在气泵的作用下进入捕集反应腔并穿过硝酸银石英膜，其中的H2S气体在硝酸银石英膜表面及内部进行物理吸附和化学吸附，反应产生黄褐色硫化银；C）检测过程：将445nm光源和光电探测器分别置于捕集反应腔的两侧；445nm光源和光电探测器均配有恒温控制部件；使用445nm光源垂直照射在捕集反应腔中含有反应生成物硫化银的硝酸银石英膜上；被硫化银吸收后的透射光被另一侧的光电探测器检出，即监测到强度稳定的光信号；将透射光强转化为电信号输出；D）计算得到H2S含量：之后再根据得到的电信号，计算得到待测气体中的H2S含量，由此实现多场景硫化氢H2S气体含量的在线监测。2.如权利要求1所述的多场景硫化氢气体含量在线监测方法，其特征是，计算得到H2S含量具体包括：D1）通过标定过程，得到H2S标准气体对应的信号强度变化：将使用氮气为稀释气体的一定浓度梯度的H2S标准气体，按照浓度由小到大的顺序代替待测气体进入捕集反应腔进行反应过程和检测过程，得到H2S标准气体对应的信号强度变化；D2）H2S含量计算过程：利用标定过程中得到H2S标准气体光信号强度和背景光信号强度，根据朗伯比尔定律，利用吸光度与H2S累积浓度之间的关系计算得到H2S气体累积浓度C；C通过时间积分得到；c为某一时间段内的H2S气体平均浓度；某一时间段内的H2S气体平均浓度c由该时间段的前后时间点计算浓度的差值得出，表示为式5：
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式5其中，为两时间点间H2S气体累积浓度的变化；为两时间点间的时间间隔，即时间
分辨率；为某一时间点的H2S气体累积浓度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：董华斌，祖可欣，田莎莎，曾立民，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：