本实用新型专利技术公开了一种简易乙酸气体检测装置，该装置由两个进气管(1、2)合并成一路经过干燥管(5)后进入检测瓶(10)底部，检测瓶(10)上用橡胶塞(8)密封，所述橡胶塞(8)中插有一个石英晶体传感器(6)和出气管(9)，其中涂敷在石英晶体传感器(6)上的敏感涂膜材料为二苯并30冠10，它可以通过超分子作用高灵敏、高选择性地吸附乙酸气体分子，所述石英晶体传感器(6)与振荡电路(11)连接，振荡电路(11)由直流电源(12)驱动、并与频率计数器(13)相连接，构成一个完整的传感检测回路。该装置制作简便，能准确、快速地检测出环境大气中乙酸气体的浓度，并能用于在线监测。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种简易的乙酸(CH3COOH)气体传感检测装置，该装置能准确、快 速地检测出环境大气中乙酸气体的浓度，并能用于在线监测。
技术介绍
乙酸是居民生活区和工业生产区的主要有毒空气污染物之一，其高浓度蒸气对人 和动物的眼睛、皮肤和粘膜有强烈的刺激作用，对呼吸道和肠胃系统等有严重的腐蚀作用， 可引起慢性咽炎、支气管炎、肺炎和休克等症。美国职业安全与健康管理局(OSHA)规定空 气中所允许的乙酸气体最大浓度为IOppm(25mg/m3)，因此对环境大气中乙酸的灵敏监测具 有十分重要的意义。目前乙酸的测定方法主要有酸碱滴定法、离子色谱法、高效液相色谱 法、毛细管电泳法、吸收光度法和荧光分析法等，这些方法由于操作环节多，费时费力，不适 于在线监测乙酸气体的浓度，因此需要找到一种造价便宜、操作简便，并能达到准确快速测 定乙酸气体浓度的仪器装置。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种简易的乙酸气体检测装置，该装置易 于制备、操作方便、可反复使用，能在数分钟内准确地检测出乙酸气体的浓度，并能用于环 境大气中乙酸的测定分析。为了达到上述目的，本技术采用的技术方案是一种能检测乙酸气体的装置， 该装置包括两个进气管路和一个出气管路，所述的两个进气管合并成一路通过干燥管进入 检测瓶，检测瓶上用橡胶塞密封，所述橡胶塞中插有一个石英晶体传感器和所述的出气管， 涂敷在传感器上的涂膜材料是二苯并30冠10，所述石英晶体传感器与晶体管-晶体管-逻 辑(TTL)振荡电路连接，所述振荡电路由直流电源驱动、并与频率计数器连接，构成一个完 整的传感检测回路。其特征是装置的各部分设计、石英晶体传感器的应用和对乙酸气体有 特异吸附功能的涂膜物质二苯并30冠10的使用，通过大量实验数据发现，其涂敷于石英晶 体传感器上的量为5 35微克之间时的检测效果最佳。整个装置由以上几个部件组装而 成，易拆除更换，便于携带。其工作原理是乙酸气体被选择性地吸附在涂膜物质二苯并30 冠10上，产生的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 气样中的乙酸浓度。该气体传感检测装置对乙酸具有高灵敏度和宽检测范围，且选择性、重 现性和可逆性良好，可应用于环境大气中乙酸的监测。在装置的设计上，氮气和乙酸气体试样的两个进气管路可独立开关，氮气和乙酸 气体试样可交替进入检测瓶内。氮气可以使吸附在所述涂膜物质上的乙酸气体脱附，使传 感器谐振频率恢复到初值。整个过程在5分钟以内就可以完成，随后就能继续用于下一次 的检测，所以该装置能有效地减少检测时间和简化操作过程。本技术的有益效果是，可以准确、快速、连续地测定乙酸气体的浓度，且装置 结构简单，易于便携和智能化改造，因而可用于环境大气中乙酸的分析检测、在线监测等。以下结合附图对本技术进一步说明。附图说明图1是简易乙酸气体检测装置的示意图。图2是传感器的频率变化值(以Hz表示)与乙酸气体对应浓度(mg/L)的关系曲 线图。图3是对乙酸气体分子有特定选择性吸附功能的二苯并30冠10的分子结构。图1中1.气样进气管，2.氮气进气管，3.气样进气管开关，4.氮气进气管开关， 5干燥管(内填充无水CaCl2), 6.石英晶体传感器，7.出气管开关，8.橡胶塞，9.出气管， 10.检测瓶，11.振荡电路，12.直流电源，13.频率计数器。图2是把12. 5微克的二苯并30冠10涂敷于石英晶体传感器上，通过加入乙酸标 准样品，可得到乙酸气体浓度与响应频率变化值的关系曲线，该曲线拟合的方程为y = 152. 3+41. 47x式中y表示乙酸气体的浓度(mg/L)，χ表示频率变化值AF(Hz)。上述关系曲线 是在室温时绘制的。具体实施方式如图1中所示，两个进气管1、2合并成一路经过干燥管5后进入检测瓶10底部， 检测瓶10可以是玻璃制的，也可以是塑料制的，大小可取0. 5L。检测瓶10上用橡胶塞8密 封，橡胶塞8中插有一个石英晶体传感器6和出气管9，石英晶体传感器6与振荡电路11连 接，振荡电路11由直流电源12驱动、并与频率计数器13相连接，这样就方便地组装成一个 完整的传感检测回路。要提到的是，石英晶体传感器6上所述涂层材料二苯并30冠10是 此传感检测的关键物质，它可以通过超分子作用对乙酸气体进行高灵敏地选择性吸附。橡 胶塞8与检测瓶10、出气管9与橡胶塞8都是紧密连接的，以此保证检测瓶10的整体密封 性良好。具体检测的操作过程如下1.首先打开电源，使振荡电路11起振，此时频率计数器13会显示出振荡的频率， 然后打开氮气进气管开关4和出气管开关7，待其频率显示稳定时关闭氮气进气管开关4和 出气管开关7，记录下初始频率值F1 ；2.然后打开气样进气管开关3和出气管开关7，待频率计数器13显示稳定时，关 闭气样进气管开关3和出气管开关7，记录下频率值F2 ；3.每个气样的频率响应值(AF，Hz)可由下式得出=AF = F1-Fyffi Δ F代入到图 2的工作曲线方程中，即可算出气样中乙酸气体的浓度值；4.检测完毕后，打开出气管开关7和氮气进气管开关4，使频率计数器13显示频 率恢复到初始频率值F1,然后关闭所有气路，以备下次检测用。本技术可以应用于环境大气中乙酸气体的在线分析监测。所使用的石英晶体 传感器具有实时响应性能，能及时反映出被检测气样中乙酸的浓度。只要将气样管路连接 至监测点，就可以达到远距离监控的目的。权利要求1.一种简易乙酸气体检测装置，其特征是该装置由两个进气管(1、幻合并成一路经 过干燥管( 后进入检测瓶(10)底部，检测瓶(10)上用橡胶塞(8)密封，橡胶塞(8)中插 有一个石英晶体传感器(6)和出气管(9)，石英晶体传感器(6)与振荡电路(11)连接，振荡 电路(11)由直流电源(1 驱动、并与频率计数器(1 相连接，构成一个完整的传感检测 回路。2.根据权利要求1所述的简易乙酸气体检测装置，其特征是两个进气管路(1、2)可 独立控制开关，氮气和乙酸气样可交替进入检测瓶(10)内。3.根据权利要求1所述的简易乙酸气体检测装置，其特征是涂敷在石英晶体传感器 (6)上的敏感涂膜材料是二苯并30冠10。4.根据权利要求3所述的简易乙酸气体检测装置，其特征是涂敷于石英晶体传感器 (6)上的敏感涂膜材料二苯并30冠10的量为5 35微克。专利摘要本技术公开了一种简易乙酸气体检测装置，该装置由两个进气管(1、2)合并成一路经过干燥管(5)后进入检测瓶(10)底部，检测瓶(10)上用橡胶塞(8)密封，所述橡胶塞(8)中插有一个石英晶体传感器(6)和出气管(9)，其中涂敷在石英晶体传感器(6)上的敏感涂膜材料为二苯并30冠10，它可以通过超分子作用高灵敏、高选择性地吸附乙酸气体分子，所述石英晶体传感器(6)与振荡电路(11)连接，振荡电路(11)由直流电源(12)驱动、并与频率计数器(13)相连接，构成一个完整的传感检测回路。该装置制作简便，能准确、快速地检测出环境大气中乙酸气体的浓度，并能用于在线监测。文档编号G01N5/02GK201909746SQ201120014748公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种简易乙酸气体检测装置，其特征是：该装置由两个进气管（１、２）合并成一路经过干燥管（５）后进入检测瓶（１０）底部，检测瓶（１０）上用橡胶塞（８）密封，橡胶塞（８）中插有一个石英晶体传感器（６）和出气管（９），石英晶体传感器（６）与振荡电路（１１）连接，振荡电路（１１）由直流电源（１２）驱动、并与频率计数器（１３）相连接，构成一个完整的传感检测回路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹忠，孙立贤，曾巨澜，张玲，肖忠良，李继山，杨荣华，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：实用新型
国别省市：43
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