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便攜式現(xiàn)場甲醛檢測儀的設計趙元黎，等

便攜式現(xiàn)場甲醛檢測儀的設計

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（鄭州大學物理工程學院１，河南鄭州４５０００１；河南省建筑科學研究院２，河南鄭州４５００５３）

摘要：針對傳統(tǒng)空氣中甲醛檢測流程復雜、周期長、儀器昂貴等不足，設計了一種基于單片機的便攜式現(xiàn)場甲醛檢測儀。在分析了酚試劑分光光度法檢測原理的基礎上，考慮現(xiàn)場檢測儀攜帶方便以及操作簡單等特點，提出用定波長發(fā)光二極管及其光電檢測電路代替實驗室復雜光學系統(tǒng)的設計思路，使得恒流氣體采樣模塊與分析模塊合為一體。儀器中各模塊的控制和數(shù)據處理功能由單片機系統(tǒng)完成。實驗表明，該儀器在滿足檢測要求的同時，實現(xiàn)了現(xiàn)場檢測。關鍵詞：甲醛分光光度法現(xiàn)場檢測中圖分類號：ＴＰ２１６＋．１

光電檢測

單片機便攜式檢測儀

文獻標志碼：Ａ

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Ｐｏｒｔａｂｌｅｄｅｔｅｃｔｏｒ

０引言

甲醛是一種無色、易溶的刺激性氣體，屬有毒物質。我國國家標準規(guī)定：居室空氣中甲醛的最高允許濃度為０．０８ｍｓ／ｍ３，公共場所甲醛的最高允許濃度為

０．１０

ｌ測量原理分析

１．１光度法原理

分光光度檢測方法基于光學中的朗伯．比耳定律，即當一束單色平行光射入吸收介質的溶液時，溶液的吸光度與吸收物質的濃度和液層厚度乘積成正比。朗伯一比耳定律的數(shù)學表達式為：

ｍｓ／ｍ班“。甲醛濃度為０．１０ｍｓ／ｍ３時，居室空氣

有異味和不適感；濃度更高將會引起惡心、咳嗽甚至肺氣腫；當濃度達到３０ｍｓ／ｍ３時，可致人死亡口１。目前甲醛檢測方法主要是實驗室化學分析法，即現(xiàn)場采集氣體后帶回實驗室分析。這種方法程序復雜且周期長。市場上現(xiàn)有的現(xiàn)場檢測儀價格昂貴、精度低、易受干擾。因此，研究高精度、易攜帶、易操作、低成本現(xiàn)場檢測裝置已成為空氣質量檢測中的熱點。

本文針對傳統(tǒng)甲醛檢測方法的不足，基于國家標準酚試劑分光光度法原理，采用模塊電路設計思路，在滿足要求的條件下設計了便攜式現(xiàn)場甲醛檢測儀。實驗證明了該設計思路是可行的。

ｌｇ爭＝／ｘｌ：Ａ

度；Ｚ為液層厚度；Ａ為吸光度。

（１）

式中：，ｏ為人射光強度；，為透射光強度；ｋ為被測物質的吸光系數(shù)，它與介質本身的性質有關；Ｃ為物質的濃

對于特定的溶液，在特定波長處有最大吸收峰，其吸光系數(shù)ｋ為常量。在液層厚度Ｚ一定時，有Ａ＝ｋ。入射光強度，０和透射光強度，可由系統(tǒng)測定，即可求出吸光度Ａ。溶液的濃度Ｃ與其吸光度Ａ在特定條件下成簡單的線性、正比關系，即可由Ａ直接求出濃度Ｃ，，即ｃ＝Ａ／ｋ。吸光系數(shù)ｋ可由一系列已知的不同濃度的測定物溶液，按其實驗方法分別測其吸光度求得。

修改稿收到日期：２００９－０８—１４。

第一作者趙元黎，女，１９５７年生，２００５年畢Ａｆｔ＂中國科學院安徽光學精密機械研究所，獲博士學位，教授；主要從事信息采集與處理技術等方面的研究。７６

ＰＲＯＣＥＳＳ

１．２酚試劑法測甲醛原理

酚試劑檢測甲醛方法的具體化學原理是：空氣中的甲醛與酚試劑反應生成嗪，嗪在酸性溶液中被高鐵

ＡＵＴｏＭＡＴＩＯＮＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＡＴＩｏＮＶｏＬ３０Ｎｏ．１２Ｄｅｃｅｍｅｂｅｒ２００９

  本文關鍵詞：便攜式現(xiàn)場甲醛檢測儀的設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。