一種全自動氣體檢測裝置及其應用方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及氣體的分析、檢測領域，具體涉及一種主要用于強反應性氣體的分析 與檢測的以分光光度法為基礎的全自動氣體檢測裝置及其應用方法。
【背景技術】
[0002] 強反應性氣體，如氨氣、二氧化碳、氯化氫、氟化氫、三氧化硫、二氧化硫、氯氣、臭 氧、硫化氫等，這些氣體都可以通過利用反應液吸收后，再利用分光光度法進行有效的測 量。自動的分光光度法是工業在線氣體檢測的有效方法，已經得到廣泛的應用。但是目前 使用的自動分光光度法的氣體吸收管，普遍以孔板吸收管為主，盡管這種孔板吸收管效率 很高，但是它存在一個死體積，也就是說，當氣體濃度發生突變時，吸收液的變化不能立即 發生，而是需要一定的時間，等待死體積流出之后，才能反應被測氣體的真實濃度。這樣的 檢測體系顯然不能滿足變化較快的體系。但是，這些強反應性氣體的檢測，尤其是以安全檢 測為目的的檢測，往往需要快速檢測，與其他儀器分析法相比，分光光度法發展時間較長， 技術成熟度很高，近年來隨著石油化工技術的進展，在線檢測對響應速度的要求也很高，因 此提供一種快速的分光光度檢測法，具有現實意義。
[0003] 在自動的分析儀器中使用的連續吸收管依然包括：孔板吸收管、砂板吸收管、鼓泡 管、沖擊式吸收管；這些管的本質是間歇式的吸收管的改進型。形成死體積的原因是吸收管 中必須留有一定體積的吸收液，而每一滴吸收液在動力學上都是等價的，這就造成吸收液 不能對氣體濃度的瞬間變化做出反應。
[0004] 有些國外產品采用高分子多孔膜結構制備氣體吸收管，使吸收液從膜的一側流 過，被測氣體從膜的另一側流過，這種結構簡潔而有效，但是有一個致命的缺點：體系的正 常運轉仰賴膜的表面張力不能被破壞，因此吸收液中不能使用含醇、醛、糖類、聚乙烯醇、表 面活性劑、有機胺、濃堿、強氧化性酸，等等。這樣一來，就只有很少幾種吸收液能夠應用。同 時，必須保證膜的兩側壓差不能太大，體系適應性很差。
[0005] 盡管目前各種各樣的關于這種儀器的改進的報道很多，對氣體吸收管的改進也多 種多樣，但是都不出上述介紹的這些方法的范疇。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種全自動氣體檢測裝置及其應用方法。本發明的目的是通 過以下技術方案來實現：
[0007] -種全自動氣體檢測裝置，所述裝置包括降膜式氣體吸收管和比色池，所述比色 池包括檢測池和參比池；所述降膜式氣體吸收管的上端部設有管壁，該管壁內設有液體分 配器和氣體導入管；所述降膜式氣體吸收管的下端部設有收集器；所述降膜式氣體吸收管 的上端部和下端部密封連接。所述降膜式氣體吸收管的上端部和下端部通過密封裝置密封 連接。所述密封裝置包括密封圈。
[0008] 進一步地，所述上端部的頂端設有頂部開口，所述收集器的底端設有液體出口。
[0009] 進一步地，所述氣體導入管的底端設置于所述下端部的收集器內；該氣體導入管 的頂端設有進氣通孔，底端設有出氣通孔。所述氣體導入管的底端與收集器之間保持8_ 左右的距離，一般為5~13mm。所述上端部優選為規則的形狀，例可以為圓柱型，所述氣體 導入管設置于該圓柱型的上端部的中心軸線處。
[0010] 進一步地，所述液體分配器設置于降膜式氣體吸收管靠近頂端的位置，且該分配 器套置于氣體導入管的外部，其為一環形裝置。所述分配器的底部設有一擋板，阻止液滴直 接落到收集器；該分配器為一噴淋裝置或噴霧裝置，其外側壁設有若干小孔，液體從小孔處 噴出，并到達管壁的內壁上，形成均勻的降膜，自由流下；該分配器可以是旋轉的也可以是 不旋轉的。更進一步地，所述分配器外側壁均勻設有若干小孔，使其將吸收液均勻的噴淋在 管壁上端，從而形成均勻的降膜
[0011] 進一步地，所述管壁為內壁經過拋光（例：機械拋光）處理的石英玻璃管、聚四氟 乙烯管、聚醚醚酮（PEEK)管、聚酰亞胺管或聚苯硫醚管。拋光（例：機械拋光）處理的內壁 可保證均勻性，使其更好的發揮作用。吸收液中加入適量的表面活性劑，以保證吸收液與吸 收管管壁浸潤親和。吸收管的長度和直徑根據實際檢測目標的要求而變化。以檢測20ppm 氯氣為例，吸收管以直徑12mm，長度120mm為宜。
[0012] 進一步地，所述檢測池包括第一檢測器、第一窗口、檢測室、第一濾光片以及第一 光源收集裝置；所述參比池包括第二檢測器、第二窗口、參比室、第二濾光片以及第二光源 收集裝置。
[0013] 進一步地，所述檢測池由一端帶有側進氣管另一端帶有出氣管的管路組成，管路 的兩端均設有第一窗口，其為光學窗口，檢測光從一個第一窗口射入，從另一個第一窗口射 出。所述參比池亦由一端帶有側進氣管另一端帶有出氣管的管路組成，管路的兩端均設有 第二窗口，其為光學窗口，檢測光從一個第二窗口射入，從另一個第二窗口射出。
[0014] -種所述的全自動氣體檢測裝置的應用方法，所述方法包括以下步驟：①被測氣 體從降膜式氣體吸收管的氣體導入管的頂部導入，順著該氣體導入管向下流動，并從氣體 導入管底部流出，然后被測氣體折返而上，再從降膜式氣體吸收管的頂部開口處流出；②吸 收液原液被降膜式氣體吸收管內的分配器噴至管壁的內壁上，并沿著內壁自由流下，流至 收集器，并從收集器底部的液體出口流出，即為吸收液；③步驟①中的被測氣體與步驟②中 的吸收液在降膜式氣體吸收管內的流動方向相反，并相互發生反應，由于吸收液和被測氣 體在吸收管中相向流動，因此從動力學角度，在縱向分布上吸收液的成份和濃度與被測氣 體濃度直接相關，沒有濃度的死角，收集器中得到的吸收液的濃度是與被測氣體濃度實時 相關的，也正是因為這個原因，這種儀器可以用于濃度變化較快體系的氣體檢測；④步驟② 中從收集器流出的吸收液，經與被測氣體反應，其濃度已經發生一定的變化，因此其吸光度 也就發生了變化，將該流出的吸收液引入檢測池檢測其吸光度；⑤將吸收液原液引入參比 池進行檢測其吸光度。⑥檢測池內吸收液和參比池的吸收液原液的吸光度的差，與被測氣 體的濃度直接相關。
[0015] 進一步地，所述吸收液原液為加入了表面活性劑的吸收液原液。
[0016] 進一步地，所述吸收液原液為含有雙鍵的發色基團的有機染料，其主要成份是常 規的化學指示劑和反應試劑的混合溶液，例如：甲基橙、亞甲基藍、酚酞、石蕊、苯胺類染料、 一品紅、蘇丹紅或姜黃素等等。
[0017] 本發明提供了一種全自動氣體檢測裝置及其應用方法，其主要具有的有益效果 為：本發明的氣體檢測裝置有效采用降膜式氣體吸收管和比色池進行強反應性氣體的檢 測，其是帶有降膜式氣體吸收管的全自動的分光光度法氣體分析儀，其適應性強，能夠采用 多種吸收液檢測多種強反應性氣體（如氨氣、二氧化碳、氯化氫、氟化氫、三氧化硫、二氧化 硫、氯氣、臭氧、硫化氫等），其能夠進行實時檢測，響應時間短；以氨氣檢測為例，當用酚酞 水溶液做吸收液時，儀器對20ppm氨氣的響應速度為15秒左右，基本實現實時檢測。此外， 該裝置結構簡單，操作方便，檢測精度較高，是一種快捷、有效的方法。
【附圖說明】
[0018] 下面根據附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0019] 圖1是本發明實施例所述的降膜式氣體吸收管的結構示意圖；該圖中，實心的箭 頭a為氣體流動的方向，空心的箭頭b為吸收液流動的方向；
[0020] 圖2是本發明實施例所述的檢測池的結構示意圖；
[0021] 圖3是本發明實施例所述的參比池的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 如圖1-3所示，本發明實施例所述的一種全自動氣體檢測裝置及其應用方法。下 面以具體實驗案例為例來說明【具體實施方式】，應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用 以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0023] 實施例1
[0024] 一種全自動氣體檢測裝置，所述裝置包括降膜式氣體吸收管和比色池，所述比色 池由檢測池和參比池兩個光學比較系統組成，其中檢測池中流過的是流