便携式现场甲醛检测仪的设计

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便携式现场甲醛检测仪的设计赵元黎，等

便携式现场甲醛检测仪的设计

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（郑州大学物理工程学院１，河南郑州４５０００１；河南省建筑科学研究院２，河南郑州４５００５３）

摘要：针对传统空气中甲醛检测流程复杂、周期长、仪器昂贵等不足，设计了一种基于单片机的便携式现场甲醛检测仪。在分析了酚试剂分光光度法检测原理的基础上，考虑现场检测仪携带方便以及操作简单等特点，提出用定波长发光二极管及其光电检测电路代替实验室复杂光学系统的设计思路，使得恒流气体采样模块与分析模块合为一体。仪器中各模块的控制和数据处理功能由单片机系统完成。实验表明，该仪器在满足检测要求的同时，实现了现场检测。关键词：甲醛分光光度法现场检测中图分类号：ＴＰ２１６＋．１

光电检测

单片机便携式检测仪

文献标志码：Ａ

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０引言

甲醛是一种无色、易溶的刺激性气体，属有毒物质。我国国家标准规定：居室空气中甲醛的最高允许浓度为０．０８ｍｓ／ｍ３，公共场所甲醛的最高允许浓度为

０．１０

ｌ测量原理分析

１．１光度法原理

分光光度检测方法基于光学中的朗伯．比耳定律，即当一束单色平行光射入吸收介质的溶液时，溶液的吸光度与吸收物质的浓度和液层厚度乘积成正比。朗伯一比耳定律的数学表达式为：

ｍｓ／ｍ班“。甲醛浓度为０．１０ｍｓ／ｍ３时，居室空气

有异味和不适感；浓度更高将会引起恶心、咳嗽甚至肺气肿；当浓度达到３０ｍｓ／ｍ３时，可致人死亡口１。目前甲醛检测方法主要是实验室化学分析法，即现场采集气体后带回实验室分析。这种方法程序复杂且周期长。市场上现有的现场检测仪价格昂贵、精度低、易受干扰。因此，研究高精度、易携带、易操作、低成本现场检测装置已成为空气质量检测中的热点。

本文针对传统甲醛检测方法的不足，基于国家标准酚试剂分光光度法原理，采用模块电路设计思路，在满足要求的条件下设计了便携式现场甲醛检测仪。实验证明了该设计思路是可行的。

ｌｇ争＝／ｘｌ：Ａ

度；Ｚ为液层厚度；Ａ为吸光度。

（１）

式中：，ｏ为人射光强度；，为透射光强度；ｋ为被测物质的吸光系数，它与介质本身的性质有关；Ｃ为物质的浓

对于特定的溶液，在特定波长处有最大吸收峰，其吸光系数ｋ为常量。在液层厚度Ｚ一定时，有Ａ＝ｋ。入射光强度，０和透射光强度，可由系统测定，即可求出吸光度Ａ。溶液的浓度Ｃ与其吸光度Ａ在特定条件下成简单的线性、正比关系，即可由Ａ直接求出浓度Ｃ，，即ｃ＝Ａ／ｋ。吸光系数ｋ可由一系列已知的不同浓度的测定物溶液，按其实验方法分别测其吸光度求得。

修改稿收到日期：２００９－０８—１４。

第一作者赵元黎，女，１９５７年生，２００５年毕Ａｆｔ＂中国科学院安徽光学精密机械研究所，获博士学位，教授；主要从事信息采集与处理技术等方面的研究。７６

ＰＲＯＣＥＳＳ

１．２酚试剂法测甲醛原理

酚试剂检测甲醛方法的具体化学原理是：空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被高铁

ＡＵＴｏＭＡＴＩＯＮＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＡＴＩｏＮＶｏＬ３０Ｎｏ．１２Ｄｅｃｅｍｅｂｅｒ２００９

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