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1、(10)申请公布号 CN 103558212 A (43)申请公布日 2014.02.05 CN 103558212 A (21)申请号 201310592457.1 (22)申请日 2013.11.22 G01N 21/76(2006.01) (71)申请人 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 地址 266001 山东省青岛市市南区浙江路 28 号 (72)发明人 王竹青 郑轶 夏卫平 巩小东 吕婧 (74)专利代理机构 青岛联智专利商标事务所有 限公司 37101 代理人 崔滨生 (54) 发明名称 二氧化氮检测装置及检测方法 (57) 摘要 本发明提供一种二氧化氮检测装置及检测方 法。二氧化。
2、氮检测装置， 包括第一盖板和第二盖 板， 第一盖板和第二盖板之间形成密闭的反应腔， 反应腔中设置有亲水膜， 亲水膜贴在第一盖板上， 第一盖板上还设置有与反应腔连通的进气通道和 出气通道， 进气通道和出气通道位于亲水膜的两 侧， 第一盖板上还设置有与反应腔连通进液通道 和出液通道， 亲水膜遮盖住进液通道和出液通道 的端口 ； 第二盖板上位于反应腔的部分还开设有 观察窗， 观察窗与反应腔之间还设置有玻璃片， 观 察窗中设置有光电传感器。通过光电传感器检测 气液反应产生的光以获得二氧化氮的浓度， 提高 二氧化氮检测装置的检测精度和可靠性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 。
3、附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103558212 A CN 103558212 A 1/1 页 2 1. 一种二氧化氮检测装置， 其特征在于， 包括第一盖板和第二盖板， 所述第一盖板和所 述第二盖板固定连接在一起， 所述第一盖板和所述第二盖板之间形成密闭的反应腔， 所述 反应腔中设置有亲水膜， 所述亲水膜贴在所述第一盖板上， 所述第一盖板上还设置有与所 述反应腔连通的进气通道和出气通道， 所述进气通道和出气通道位于所述亲水膜的两侧， 所述第一盖板上还设置有与所述反应腔连通进液通道和出液通。
4、道， 所述亲水膜遮盖住所述 进液通道和所述出液通道的端口 ； 所述第二盖板上位于所述反应腔的部分还开设有观察 窗， 所述观察窗与所述反应腔之间还设置有玻璃片， 所述观察窗中设置有光电传感器。 2. 根据权利要求 1 所述的二氧化氮检测装置， 其特征在于， 所述进液通道中还设置有 缓冲网布。 3. 根据权利要求 2 所述的二氧化氮检测装置， 其特征在于， 所述缓冲网布位于所述进 液通道的端口处并贴靠在所述亲水膜上。 4. 根据权利要求 1 所述的二氧化氮检测装置， 其特征在于， 所述亲水膜竖直放置， 所述 亲水膜的两侧设置有胶条， 所述胶条固定在所述第一盖板上， 所述亲水膜固定在两条所述 胶条之。
5、间。 5. 根据权利要求 1 所述的二氧化氮检测装置， 其特征在于， 所述玻璃片夹在所述第一 盖板和所述第二盖板之间， 所述玻璃片与所述第一盖板和所述第二盖板之间分别设置有密 封圈。 6. 根据权利要求 1-5 任一所述的二氧化氮检测装置， 其特征在于， 所述亲水膜为丝绸、 纯棉布、 玻璃纤维滤膜或聚丙烯热风无纺布。 7. 一种二氧化氮检测方法， 其特征在于， 采用如权利要求 1-6 任一所述的二氧化氮检 测装置， 具体步骤包括 ： 步骤 1、 出气通道连接真空泵， 在真空泵的作用下， 待检测气体从进气通道进入到反应 腔中， 并从出气通道抽出至反应腔外 ； 步骤 2、 进液通道连接蠕动泵， 在。
6、蠕动泵的作用下， 试剂从进液通道进入到反应腔中并 在重力的作用下均匀扩散到亲水膜上， 待检测气体中的二氧化氮气体与亲水膜上的试剂发 生表面化学发光反应 ； 同时， 出液通道连接有蠕动泵或真空泵， 在蠕动泵或真空泵的作用 下， 亲水膜下端反应过的试剂通过出液通道抽出至反应腔外 ； 步骤 3、 光电传感器检测亲水膜表面化学发光反应产生的光信号， 以输出二氧化氮浓度 相对应的电信号， 电信号经计算机计算处理后转换为二氧化氮浓度数值 ； 其中， 试剂为含有鲁米诺与亚硫酸钠的混合溶液， 混合溶液的 PH 值为 12 13， 鲁米 诺的浓度为 0.410-4 mol/L 1.210-3 mol/L， 亚硫。
7、酸钠的浓度为 1.510-2 mol/L 3.510-2 mol/L。 权 利 要 求 书 CN 103558212 A 2 1/4 页 3 二氧化氮检测装置及检测方法 技术领域 0001 本发明涉及一种气体检测装置， 尤其涉及一种二氧化氮检测装置及检测方法。 背景技术 0002 二氧化氮是大气中的主要污染物之一， 它的光解是对流层臭氧的重要来源， 与羟 基自由基的反应产物硝酸则是形成酸雨的主要原因之一， 也可以与大气有机过氧自由基反 应生成有机氮化合物造成区域环境问题。二氧化氮对人体呼吸道系统有刺激作用， 可诱发 支气管炎、 哮喘等呼吸道疾病。 大气中的二氧化氮主要来自于化石燃料燃烧、 汽车。
8、尾气及工 业排放废气等人为污染， 准确测定环境大气中的二氧化氮对于了解大气污染机制， 判断大 气污染程度， 确定污染来源， 进行空气质量预警， 以及帮助制定合理的城市规划建设等都具 有重要意义。现有技术中的二氧化氮检测装置中大都使用电化学传感器， 而电化学传感器 都存在灵敏度度低、 稳定性差等缺点， 导致现有技术中的二氧化氮检测装置的检测精度较 低、 可靠性较差。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是 ： 提供一种二氧化氮检测装置及检测方法， 解决现 有技术中二氧化氮检测装置的检测精度较低、 可靠性较差的缺陷， 实现提高二氧化氮检测 装置的检测精度和可靠性。 0004 本发明提供的技。
9、术方案是， 一种二氧化氮检测装置， 包括第一盖板和第二盖板， 所 述第一盖板和所述第二盖板固定连接在一起， 所述第一盖板和所述第二盖板之间形成密闭 的反应腔， 所述反应腔中设置有亲水膜， 所述亲水膜贴在所述第一盖板上， 所述第一盖板上 还设置有与所述反应腔连通的进气通道和出气通道， 所述进气通道和出气通道位于所述亲 水膜的两侧， 所述第一盖板上还设置有与所述反应腔连通进液通道和出液通道， 所述亲水 膜遮盖住所述进液通道和所述出液通道的端口 ； 所述第二盖板上位于所述反应腔的部分还 开设有观察窗， 所述观察窗与所述反应腔之间还设置有玻璃片， 所述观察窗中设置有光电 传感器。 0005 进一步的，。
10、 所述进液通道中还设置有缓冲网布。 0006 进一步的， 所述缓冲网布位于所述进液通道的端口处并贴靠在所述亲水膜上。 0007 进一步的， 所述亲水膜竖直放置， 所述亲水膜的两侧设置有胶条， 所述胶条固定在 所述第一盖板上， 所述亲水膜固定在两条所述胶条之间。 0008 进一步的， 所述玻璃片夹在所述第一盖板和所述第二盖板之间， 所述玻璃片与所 述第一盖板和所述第二盖板之间分别设置有密封圈。 0009 进一步的， 所述亲水膜为丝绸、 纯棉布、 玻璃纤维滤膜或聚丙烯热风无纺布。 0010 本发明还提供一种二氧化氮检测方法， 采用上述的二氧化氮检测装置， 具体步骤 包括 ： 步骤 1、 出气通道连。
11、接真空泵， 在真空泵的作用下， 待检测气体从进气通道进入到反应 说 明 书 CN 103558212 A 3 2/4 页 4 腔中， 并从出气通道抽出至反应腔外 ； 步骤 2、 进液通道连接蠕动泵， 在蠕动泵的作用下， 试剂从进液通道进入到反应腔中并 在重力的作用下均匀扩散到亲水膜上， 待检测气体中的二氧化氮气体与亲水膜上的试剂发 生表面化学发光反应 ； 同时， 出液通道连接有蠕动泵或真空泵， 在蠕动泵或真空泵的作用 下， 亲水膜下端反应过的试剂通过出液通道抽出至反应腔外 ； 步骤 3、 光电传感器检测亲水膜表面化学发光反应产生的光信号， 以输出二氧化氮浓度 相对应的电信号， 电信号经计算机计。
12、算处理后转换为二氧化氮浓度数值 ； 其中， 试剂为含有鲁米诺与亚硫酸钠的混合溶液， 混合溶液的 PH 值为 12 13， 鲁米 诺的浓度为 0.410-4 mol/L 1.210-3 mol/L， 亚硫酸钠的浓度为 1.510-2 mol/L 3.510-2 mol/L。 0011 本发明提供的二氧化氮检测装置及检测方法， 通过基于气液相表面化学发光原 理， 二氧化氮进入到反应腔中后能够有效的加强气液反应， 同时通过光电传感器检测气液 反应产生的光以获得二氧化氮的浓度， 极大的提高了检测的响应速度和灵敏度， 同时也保 证了检测的稳定性 ； 另外， 试剂通过亲水膜能够更加快速均匀的扩散开， 更有。
13、利于二氧化氮 与试剂进行充分气液反应， 提高二氧化氮检测装置的检测精度和可靠性。 另外， 二氧化氮检 测装置的结构简单以外出携带， 用于不同场合下的二氧化氮气体浓度检测， 尤其适用于环 境大气、 烟气排放等气体样品中的二氧化氮气体实时在线监测以及土壤挥发气体中的超低 浓度二氧化氮气体检测。 附图说明 0012 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图是本发 明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。 0013 图。
14、 1 为本发明二氧化氮检测装置实施例的结构示意图 ； 图 2 为本发明二氧化氮检测装置实施例的剖视图。 具体实施方式 0014 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发明实施例 中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是 本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 0015 如图 1- 图 2 所示， 本实施例二氧化氮检测装置， 包括第一盖板 1 和第二盖板 2， 第 一盖板 1 和第二盖板 2 固定连。
15、接在一起， 第一盖板 1 和第二盖板 2 之间形成密闭的反应腔 10， 反应腔 10 中设置有亲水膜 3， 亲水膜 3 贴在第一盖板 1 上， 第一盖板 1 上还设置有与反 应腔 10 连通的进气通道 11 和出气通道 12， 进气通道 11 和出气通道 12 位于亲水膜 3 的两 侧， 第一盖板1上还设置有与反应腔10连通进液通道13和出液通道14， 亲水膜3遮盖住进 液通道 13 和出液通道 14 的端口 ； 第二盖板 2 上位于反应腔 10 的部分还开设有观察窗 （未 图示） ， 观察窗与反应腔 10 之间还设置有玻璃片 4， 观察窗中设置有光电传感器 5。 说 明 书 CN 10355。
16、8212 A 4 3/4 页 5 0016 具体而言， 本实施例二氧化氮检测装置在反应腔 10 中设置有亲水膜 3， 进液通道 13 能够将试剂输送到反应腔 10 中， 并且试剂在重力作用下能够在亲水膜 3 上快速均匀的 扩散开， 而进气通道11将待检测的气体输送至反应腔10中， 待检测的气体中的二氧化氮将 与试剂发生表面化学发光反应， 而光电传感器 5 将检测光信号并转化为电信号输出， 光电 传感器 5 输出的电信号通过， 计算处理后便可以转换为二氧化氮浓度数值。相比于采用电 化学传感器， 本实施例中的光电传感器 5 能够更加精准的检测出二氧化氮的浓度， 并且具 有较高的灵敏度和稳定性 ； 。
17、同时， 本实施例二氧化氮检测装置基于气液相表面化学发光原 理， 通过检测二氧化氮与试剂发生表面化学发光反应产生的光进行检测二氧化氮的浓度， 在检测过程中仅有二氧化氮能够与对应的试剂发生表面化学发光反应， 不会受其他物质的 影响， 从而能够更加准确的检测二氧化氮的浓度。 0017 进一步的， 为了避免进液通道 13 输出的试剂对亲水膜 3 产生过大的冲击力， 进液 通道 13 中还设置有缓冲网布 131。具体的， 进液通道 13 输出的试剂经过缓冲网布 131 才 进入到反应腔10中， 可以有效的减缓试剂的流速， 以减小试剂对亲水膜3产生的冲击力 ； 同 时， 由于试剂流速降低， 能够确保试剂更。
18、加均匀的在亲水膜3上扩散。 优选的， 缓冲网布131 位于进液通道 13 的端口处并贴靠在亲水膜 3 上， 具体的， 试剂经过缓冲网布 131 减速缓冲 后， 直接进入到亲水膜 3 上， 缓冲网布 131 将增大试剂进入到亲水膜 3 的面积， 以使试剂更 加均匀的在亲水膜 3 上扩散。而为了方便牢固的固定亲水膜 3， 亲水膜 3 竖直放置， 亲水膜 3 的两侧设置有胶条 31， 胶条 31 固定在第一盖板 1 上， 亲水膜 3 固定在两条胶条 31 之间。 具体的， 胶条 31 能够对亲水膜 3 起到缓冲和支撑的作用， 确保亲水膜 3 更加牢固的固定在 第一盖板 1 表面上。 0018 又进一。
19、步的， 为了提高本实施例二氧化氮检测装置的密封性能， 本实施例中的玻 璃片 4 夹在第一盖板 1 和第二盖板 2 之间， 玻璃片 4 与第一盖板 1 和第二盖板 2 之间分别 设置有密封圈 41。优选的， 本实施例中的亲水膜 3 为丝绸、 纯棉布、 玻璃纤维滤膜或聚丙烯 热风无纺布等高浸润性、 高扩散性的薄膜， 优选的， 采用丝绸， 亲水膜 3 使用丝绸 , 试剂在 丝绸上的浸润扩散速度快、 分布均匀 , 且丝绸在液体的试剂浸润后不发生形变 , 使得化 学发光反应信号平稳、 稳定、 重现性好 ； 丝绸对试剂的吸附小且易于冲洗。 0019 本发明还提供一种二氧化氮检测方法， 采用上述的二氧化氮检。
20、测装置， 具体步骤 包括 ： 步骤 1、 出气通道连接真空泵， 在真空泵的作用下， 待检测气体从进气通道进入到反应 腔中， 并从出气通道抽出至反应腔外 ； 步骤 2、 进液通道连接蠕动泵， 在蠕动泵的作用下， 试剂从进液通道进入到反应腔中并 在重力的作用下均匀扩散到亲水膜上， 待检测气体中的二氧化氮气体与亲水膜上的试剂发 生表面化学发光反应 ； 同时， 出液通道连接有蠕动泵或真空泵， 在蠕动泵或真空泵的作用 下， 亲水膜下端反应过的试剂通过出液通道抽出至反应腔外 ； 步骤 3、 光电传感器检测亲水膜表面化学发光反应产生的光信号， 以输出二氧化氮浓度 相对应的电信号， 电信号经计算机计算处理后转。
21、换为二氧化氮浓度数值。其中， 试剂为含 有鲁米诺与亚硫酸钠的混合溶液， 混合溶液的 PH 值为 12 13， 鲁米诺的浓度为 0.410-4 mol/L 1.210-3 mol/L， 亚硫酸钠的浓度为 1.510-2 mol/L 3.510-2 mol/L。优选 的， 鲁米诺浓度 ： 1.010-4mol/L， Na2SO3浓度 ： 2.50-2 mol/L， pH值为12.7。 而试剂PH值 说 明 书 CN 103558212 A 5 4/4 页 6 的调节可以通过向混合溶液中添加氢氧化钾或氢氧化钠等碱性物质进行调节。 0020 本发明提供的二氧化氮检测装置及检测方法， 通过基于气液相表面。
22、化学发光原 理， 二氧化氮进入到反应腔中后能够有效的加强气液反应， 同时通过光电传感器检测气液 反应产生的光以获得二氧化氮的浓度， 极大的提高了检测的响应速度和灵敏度， 同时也保 证了检测的稳定性 ； 另外， 试剂通过亲水膜能够更加快速均匀的扩散开， 更有利于二氧化氮 与试剂进行充分气液反应， 提高二氧化氮检测装置的检测精度和可靠性。 另外， 二氧化氮检 测装置的结构简单以外出携带， 用于不同场合下的二氧化氮气体浓度检测， 尤其适用于环 境大气、 烟气排放等气体样品中的二氧化氮气体实时在线监测以及土壤挥发气体中的超低 浓度二氧化氮气体检测。 0021 最后应说明的是 ： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制 ； 尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解 ： 其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替 换 ； 而这些修改或者替换， 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。 说 明 书 CN 103558212 A 6 1/2 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103558212 A 7 2/2 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 103558212 A 8 。