[发明专利]一种甲醛检测的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及光谱分析技术领域，特别涉及一种甲醛检测的装置与方法。

背景技术

甲醛（HCHO）在常温下是一种无色，有刺激性气味的气体，易溶于水、醇和醚。甲醛对人的眼睛、呼吸系统、神经系统等均有强烈危害，长时间接触会导致组织畸变并引起癌变，因此它是一种潜在的危险致癌物和重要的环境污染物，对人体严重有害。

很多装潢材料，如胶合板、细木工板、泡沫塑料和油漆、以及某些化纤地毯、涂料都含有甲醛。所以刚刚装修过的居室一般都会存在甲醛超标，这也是当下一个被人热议的话题；另外还有一部分化妆品中也会含有甲醛成分。由于长时间处在甲醛过高的室内而引发病变的案例，近年来也屡有报导，尤其对于免疫力较弱的儿童来说，影响更为严重。总之在日常生活中，对环境中甲醛含量的控制是保证健康生活的关键之一。这也就使得人们在日常生活中或者工业生产中，需要对空气中的甲醛含量进行实时的检测。

目前甲醛的国标检测方法主要有化学法和仪器法两大类。化学方法主要有酚试剂法、乙酰丙酮法、变色酸法、盐酸副玫瑰苯胺法等。仪器法主要包括气相色谱法、离子色谱法、示波极谱测定法等。这些方法拥有各自的优点，总体上都满足确定度高，测量范围广的要求。但是这些方法均是属于离线检测，也就是将气体样品采集回实验室后进行分析；所以按照上述方法进行检测周期长、成本高、步骤繁琐，不能在待检测的现场直接进行，无法实时地反映室内空气甲醛的污染程度及满足现场大批测点的监测需要。

现有技术中还有一种利用光谱检测系统检测甲醛含量的方法。该系统是基于酚试剂分光度原理，得到甲醛分析液的光谱图，以标准参考液的最大吸收强度为参比，求得甲醛浓度。这种利用光谱检测的方法的优点是效率较高，能够实现快速检测这一要求。但是传统的光谱分析技术需要化学试剂参与相应的反应之后，再进行检测，同样是只能将样本采集后拿回到实验室进行检测。而且化学试剂本身对人体有害，并且该方法对周围环境和测量条件的一致性的要求比较高，因此在实际的检测应用有一定的局限性。因此快速准确的甲醛检测装置的开发是非常必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种甲醛检测装置与方法，所述装置与方法基于拉曼光谱原理，实现在线的实时实地快速检测甲醛含量。

为实现上述目的，本发明有以下技术方案：

一种甲醛检测装置，所述装置包括：

采样系统，用于采集待检测的空气样本，将空气样本制成甲醛溶液样本，并使甲醛溶液样本在激发光源的激发下，产生拉曼散射光；

光源，用于为甲醛溶液样本的拉曼光谱测量提供光照，激发其发生拉曼散射；

光谱仪，用于采集拉曼散射光，利用所述拉曼散射光生成样本拉曼光谱，并将其光信号转化成电信号；

控制处理器，用于对所述装置的其他部分发出指令，控制整个装置的工作流程，并接收样本拉曼光谱进行分析，测得空气样本中的甲醛浓度。

所述采样系统具体包括：

气泵，用于抽取待测空气样本；

样品池，用于承装去离子水，并使空气样本中的甲醛溶解于去离子水中，制成甲醛溶液样本；

采样探头，用于传导光源产生的光线，使光线落在甲醛溶液样本表面产生拉曼散射光；并将拉曼散射光收集后传导至光谱仪。

所述装置还包括：

输出显示器，用于从控制处理器获取甲醛浓度的测量结果并显示。

所述装置还包括：

电源装置，用于为所述装置其他部分提供电能。

一种甲醛浓度检测方法，所述方法包括以下步骤：

采集待检测的空气样本，将空气样本制成甲醛溶液样本；

利用光源对甲醛溶液样本进行激发，产生拉曼散射光；

采集拉曼散射光，利用所述拉曼散射光生成样本拉曼光谱；

对拉曼光谱进行分析，测得空气样本中的甲醛浓度。

所述将空气样本制成甲醛水溶液具体为：

气泵抽取一定量的空气样本，通过相应的导管将空气样本与去离子水接触，使空气样本中的甲醛完全溶解于去离子水中，得到甲醛溶液样本。

所述利用采样系统获得甲醛水溶液拉曼散射光具体为：

所述连续激光器发出的光照经聚焦透镜汇聚到甲醛溶液样本的表面，使甲醛溶液样本受激产生的拉曼散射光强最大。从而提高拉曼光谱的信噪比。

所述方法还包括：

利用输出显示器显示出测得的甲醛浓度。

一种通过拉曼光谱定量分析计算甲醛浓度的方法，所述方法包括以下步骤：