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一種模擬呼吸重金屬的檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種模擬呼吸重金屬的檢測(cè)系統(tǒng)，至少包括一密封殼體，活塞將密封殼體分成上腔和下腔，上腔有開(kāi)口，開(kāi)口通過(guò)封口塞密封，封口塞通過(guò)氣管貫通上腔外和上腔內(nèi)的左模擬肺和右模擬肺，氣管使上腔外和左模擬肺、右模擬肺通過(guò)泵呼吸相通；活塞通過(guò)活塞桿連接電機(jī)的電機(jī)軸，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路輸出端與電機(jī)電連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路控制端與控制器電連接；而在左模擬肺或右模擬肺下端有發(fā)光接收管對(duì)管，發(fā)光接收管對(duì)管與光電檢測(cè)電路端口電連接，光電檢測(cè)電路通過(guò)發(fā)光管發(fā)光和接收管接收光，對(duì)左模擬肺和右模擬肺底部散射信號(hào)進(jìn)行處理，給出重金屬檢測(cè)信息。它能定量得到重金屬在多長(zhǎng)時(shí)間能積累多少量，通過(guò)進(jìn)行按類(lèi)分析，給出空氣質(zhì)量的評(píng)價(jià)和人體危害。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種模擬呼吸重金屬的檢測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空氣中重金屬提取技術(shù)，特別是一種模擬呼吸重金屬的檢測(cè)系統(tǒng)。用于將提取的重金屬物進(jìn)行按類(lèi)分析，給出空氣質(zhì)量對(duì)人體呼吸系統(tǒng)影響的評(píng)價(jià)。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬檢測(cè)有直讀光譜法、ICP或AAS法，X熒光光譜法、碳硫儀法，氮氧儀法，測(cè)氫儀、化學(xué)滴定法、分光光度計(jì)法、PMI等。分析方法有:紫外可分光光度法(UV)、原子吸收法(AAS)、原子熒光法(AFS)、電感耦合等離子體法(ICP)、X熒光光譜(XRF)、電感耦合等離子質(zhì)譜法(ICP-MS)。日本和歐盟國(guó)家有的采用電感耦合等離子質(zhì)譜法(ICP-MS)分析，但對(duì)國(guó)內(nèi)用戶而言，儀器成本高。也有的采用X熒光光譜(XRF)分析，優(yōu)點(diǎn)是無(wú)損檢測(cè)，可直接分析成品，但檢測(cè)精度和重復(fù)性不如光譜法。最新流行的檢測(cè)方法一陽(yáng)極溶出法，檢測(cè)速度快，數(shù)值準(zhǔn)確，可用于現(xiàn)場(chǎng)等環(huán)境應(yīng)急檢測(cè)。
[0003](一)原子吸收光譜法(AAS)原子吸收光譜法是20世紀(jì)50年代創(chuàng)立的一種新型儀器分析方法，它與主要用于無(wú)機(jī)元素定性分析的原子發(fā)射光譜法相輔相成，已成為對(duì)無(wú)機(jī)化合物進(jìn)行元素定量分析的主要手段?，F(xiàn)在由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展和多種新型元器件的出現(xiàn)，使原子吸收光譜儀的精密度、準(zhǔn)確度和自動(dòng)化程度大大提高。用微處理機(jī)控制的原子吸收光譜儀，簡(jiǎn)化了操作程序，節(jié)約了分析時(shí)間?，F(xiàn)在已研制出氣相色譜一原子吸收光譜(GC-AAS)的聯(lián)用儀器，進(jìn)一步拓展了原子吸收光譜法的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0004](二)紫外可見(jiàn)分光光度法(UV)，其檢測(cè)原理是:重金屬與顯色劑一通常為有機(jī)化合物，可于重金屬發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成有色分子團(tuán)，溶液顏色深淺與濃度成正比。在特定波長(zhǎng)下，比色檢測(cè)。分光光度分析有兩種，一種是利用物質(zhì)本身對(duì)紫外及可見(jiàn)光的吸收進(jìn)行測(cè)定；另一種是生成有色化合物，即“顯色”，然后測(cè)定。雖然不少無(wú)機(jī)離子在紫外和可見(jiàn)光區(qū)有吸收，但因一般強(qiáng)度較弱，所以直接用于定量分析的較少。加入顯色劑使待測(cè)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為在紫外和可見(jiàn)光區(qū)有吸收的化合物來(lái)進(jìn)行光度測(cè)定，這是目前應(yīng)用最廣泛的測(cè)試手段。顯色劑分為無(wú)機(jī)顯色劑和有機(jī)顯色劑，而以有機(jī)顯色劑使用較多。大多當(dāng)數(shù)有機(jī)顯色劑本身為有色化合物，與金屬離子反應(yīng)生成的化合物一般是穩(wěn)定的螯合物。顯色反應(yīng)的選擇性和靈敏度都較高。有些有色螯合物易溶于有機(jī)溶劑，可進(jìn)行萃取浸提后比色檢測(cè)。近年來(lái)形成多元配合物的顯色體系受到關(guān)注。多元配合物的指三個(gè)或三個(gè)以上組分形成的配合物。利用多元配合物的形成可提高分光光度測(cè)定的靈敏度，改善分析特性。顯色劑在前處理萃取和檢測(cè)比色方面的選擇和使用是近年來(lái)分光光度法的重要研究課題。
[0005](三)原子熒光法(AFS)原子熒光光譜法是通過(guò)測(cè)量待測(cè)元素的原子蒸氣在特定頻率輻射能激以下所產(chǎn)生的熒光發(fā)射強(qiáng)度，以此來(lái)測(cè)定待測(cè)元素含量的方法。原子熒光光譜法雖是一種發(fā)射光譜法，但它和原子吸收光譜法密切相關(guān)，兼有原子發(fā)射和原子吸收兩種分析方法的優(yōu)點(diǎn)，又克服了兩種方法的不足。原子熒光光譜具有發(fā)射譜線簡(jiǎn)單，靈敏度高于原子吸收光譜法，線性范圍較寬干擾少的特點(diǎn)，能夠進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè)定。原子熒光光譜儀可用于分析汞、砷、銻、鉍、硒、碲、鉛、錫、鍺、鎘鋅等11種元素?，F(xiàn)已廣泛用環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)藥、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、飲用水等領(lǐng)域。在國(guó)標(biāo)中，食品中砷、汞等元素的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)中已將原子熒光光譜法定為第一法。現(xiàn)已研制出可對(duì)多元素同時(shí)測(cè)定的原子熒光光譜儀，它以多個(gè)高強(qiáng)度空心陰極燈為光源，以具有很高溫度的電感耦合等離子體(ICP)作為原子化器，可使多種元素同時(shí)實(shí)現(xiàn)原子化。
[0006](四)電化學(xué)法一陽(yáng)極溶出伏安法電化學(xué)法是近年來(lái)發(fā)展較快的一種方法，它以經(jīng)典極譜法為依托，在此基礎(chǔ)上又衍生出示波極譜、陽(yáng)極溶出伏安法等方法。電化學(xué)法的檢測(cè)限較低，測(cè)試靈敏度較高，值得推廣應(yīng)用。如國(guó)標(biāo)中鉛的測(cè)定方法中的第五法和鉻的測(cè)定方法的第二法均為示波極譜法。陽(yáng)極溶出伏安法是將恒電位電解富集與伏安法測(cè)定相結(jié)合的一種電化學(xué)分析方法。這種方法一次可連續(xù)測(cè)定多種金屬離子，而且靈敏度很高，能測(cè)定10-7-10-9mol/L的金屬離子。此法所用儀器比較簡(jiǎn)單，操作方便，是一種很好的痕量分析手段。我國(guó)已經(jīng)頒布了適用于化學(xué)試劑中金屬雜質(zhì)測(cè)定的陽(yáng)極溶出伏安法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。示波極譜法又稱(chēng)“單掃描極譜分析法”。一種極譜分析新力一法。它是一種快速加入電解電壓的極譜法。常在滴汞電極每一汞滴成長(zhǎng)后期，在電解池的兩極上，迅速加入一鋸齒形脈沖電壓，在幾秒鐘內(nèi)得出一次極譜圖，為了快速記錄極譜圖，通常用示波管的熒光屏作顯示工具，因此稱(chēng)為示波極譜法。其優(yōu)點(diǎn):快速、靈敏。
[0007](五)X射線熒光光譜法(XRF)X射線熒光光譜法是利用樣品對(duì)X射線的吸收隨樣品中的成分及其多少變化而變化來(lái)定性或定量測(cè)定樣品中成分的一種方法。它具有分析迅速、樣品前處理簡(jiǎn)單、可分析元素范圍廣、譜線簡(jiǎn)單，光譜干擾少，試樣形態(tài)多樣性及測(cè)定時(shí)的非破壞性等特點(diǎn)。它不僅用于常量元素的定性和定量分析，而且也可進(jìn)行微量元素的測(cè)定，其檢出限多數(shù)可達(dá)10-6。與分離、富集等手段相結(jié)合，可達(dá)10-8。測(cè)量的元素范圍包括周期表中從F-U的所有元素。多道分析儀，在幾分鐘之內(nèi)可同時(shí)測(cè)定20多種元素的含量。X射線熒光法不僅可以分析塊狀樣品，還可對(duì)多層鍍膜的各層鍍膜進(jìn)行成分和膜厚的分析。
[0008](六)電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)，ICP-MS的檢出限給人極深刻的印象，其溶液的檢出限大部份為PPt級(jí)，實(shí)際的檢出限不可能優(yōu)于你實(shí)驗(yàn)室的清潔條件。必須指出，ICP-MS的ppt級(jí)檢出限是針對(duì)溶液中溶解物質(zhì)很少的單純?nèi)芤憾缘?，若涉及固體中濃度的檢出限，由于ICP-MS的耐鹽量較差，ICP-MS檢出限的優(yōu)點(diǎn)會(huì)變差多達(dá)50倍，一些普通的輕元素(如S、Ca、Fe、K、Se)在ICP-MS中有嚴(yán)重的干擾，也將惡化其檢出限。ICP-MS由作為離子源ICP焰炬，接口裝置和作為檢測(cè)器的質(zhì)譜儀三部分組成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種能量化重金屬積累過(guò)程的一種模擬呼吸重金屬的檢測(cè)系統(tǒng)，以便定量得到重金屬在多長(zhǎng)時(shí)間能積累多少量，并將提取的重金屬物進(jìn)行按類(lèi)分析，給出空氣質(zhì)量的評(píng)價(jià)和人體危害。
[0010]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種模擬呼吸重金屬的檢測(cè)系統(tǒng)，至少包括一密封殼體，活塞將密封殼體分成上腔和下腔，上腔有開(kāi)口，開(kāi)口通過(guò)封口塞密封，封口塞通過(guò)氣管貫通上腔外和上腔內(nèi)的左模擬肺和右模擬肺，氣管使上腔外和左模擬肺、右模擬肺通過(guò)泵呼吸相通；活塞通過(guò)活塞桿連接電機(jī)的電機(jī)軸，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路輸出端與電機(jī)電連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路控制端與控制器電連接；而在左模擬肺(或右模擬肺)下端有發(fā)光接收管對(duì)管，發(fā)光接收管對(duì)管與光電檢測(cè)電路端口電連接，光電檢測(cè)電路通過(guò)發(fā)光管發(fā)光和接收管接收光，對(duì)左模擬肺和右模擬肺底部散射信號(hào)進(jìn)行處理，給出重金屬檢測(cè)信息。
[0011]所述的控制器通過(guò)鍵盤(pán)和顯示器設(shè)定電機(jī)正反轉(zhuǎn)頻率，每正反轉(zhuǎn)一次，電機(jī)帶動(dòng)活塞桿正反轉(zhuǎn)一次，左模擬肺和右模擬肺中收縮一次，完成一次呼吸過(guò)程，光電檢測(cè)電路中的發(fā)光接收管對(duì)管對(duì)左模擬肺或右模擬肺吸收的重金屬進(jìn)行光檢測(cè)，當(dāng)左模擬肺或右模擬肺有沉淀重金屬時(shí)，光電檢測(cè)電路通過(guò)發(fā)光接收管對(duì)管提供所需的信號(hào)，光電檢測(cè)電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，給出檢測(cè)信息。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:由于活塞將密封殼體分成上腔和下腔，上腔有開(kāi)口，開(kāi)口通過(guò)封口塞密封，封口塞通過(guò)氣管貫通上腔外和上腔內(nèi)的左模擬肺和右模擬肺，氣管使上腔外和左模擬肺、右模擬肺通過(guò)泵呼吸相通；活塞通過(guò)活塞桿連接電機(jī)的電機(jī)軸，控制器通過(guò)鍵盤(pán)和顯不器設(shè)定電機(jī)正反轉(zhuǎn)頻率，電機(jī)每正反轉(zhuǎn)一次，電機(jī)軸帶動(dòng)活塞桿正反轉(zhuǎn)一次，左模擬肺和右模擬肺中收縮一次，完成一次呼吸過(guò)程，光電檢測(cè)電路中的發(fā)光接收管對(duì)管對(duì)左模擬肺或右模擬肺吸收的重金屬進(jìn)行光檢測(cè)，當(dāng)左模擬肺或右模擬肺有沉淀重金屬時(shí)，反射光將發(fā)生變化，接收到的信號(hào)或增加或減少，光電檢測(cè)電路通過(guò)發(fā)光接收管對(duì)管提供所需的信號(hào)，光電檢測(cè)電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，給出檢測(cè)信息，實(shí)線重金屬在線檢測(cè)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)吸氣示意圖；
圖2是檢測(cè)電路電路圖。
[0014]圖中，1、氣管；2、封口塞；3、上腔；4、活塞桿；5、下腔；6、電機(jī)；7、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；
8、活塞；9、左模擬肺；10、密封殼體；11、控制器；12、右模擬肺；13、發(fā)光接收管對(duì)管；14、光電檢測(cè)電路。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，一種模擬呼吸重金屬的檢測(cè)系統(tǒng)，至少包括一密封殼體10，活塞8將密封殼體10分成上腔3和下腔5，上腔3有開(kāi)口，開(kāi)口通過(guò)封口塞2密封，封口塞2通過(guò)氣管I貫通上腔外和上腔內(nèi)的左模擬肺9和右模擬肺12，氣管I使上腔外和左模擬肺9、右模擬肺12通過(guò)泵呼吸相通；活塞8通過(guò)活塞桿4連接電機(jī)6的電機(jī)軸，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路7輸出端與電機(jī)6電連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路7控制端與控制器11電連接；而在左模擬肺9或右模擬肺12下端有發(fā)光接收管對(duì)管13，發(fā)光接收管對(duì)管13與光電檢測(cè)電路14端口電連接，光電檢測(cè)電路14通過(guò)發(fā)光管發(fā)光和接收管接收光，對(duì)左模擬肺9和右模擬肺12底部散射信號(hào)進(jìn)行處理，給出重金屬檢測(cè)信息。
[0016]本發(fā)明工作時(shí)，控制器11通過(guò)鍵盤(pán)和顯示器設(shè)定電機(jī)6正反轉(zhuǎn)頻率，電機(jī)6每正反轉(zhuǎn)一次，電機(jī)軸帶動(dòng)活塞桿正反轉(zhuǎn)一次，左模擬肺9和右模擬肺12中收縮一次,完成一次呼吸過(guò)程，光電檢測(cè)電路14中的發(fā)光接收管對(duì)管13對(duì)左模擬肺9或右模擬肺12吸收的重金屬進(jìn)行光檢測(cè)，當(dāng)左模擬肺9或右模擬肺12有沉淀重金屬時(shí)，反射光將發(fā)生變化，接收到的信號(hào)或增加或減少，光電檢測(cè)電路14通過(guò)發(fā)光接收管對(duì)管13提供所需的信號(hào)，光電檢測(cè)電路14對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，給出檢測(cè)信息。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路7采用可編程控制器，也可采用其它控制電路。[0017]一次呼吸可以是健康人的一次呼吸，也可以是健康人的多次呼吸。當(dāng)是健康人的多次呼吸時(shí)可能過(guò)很短時(shí)間實(shí)現(xiàn)某一地在空氣質(zhì)量相同不變時(shí)，人體經(jīng)長(zhǎng)期生存左肺和右肺受重金屬影響的成度。
[0018]如圖2所示，光電檢測(cè)電路14采用區(qū)間測(cè)量放大器，在沒(méi)有沉淀重金屬時(shí)，接收到的光信號(hào)為Vi，Vi在土VO內(nèi)變化；當(dāng)有沉淀重金屬時(shí)，接收到的光信號(hào)為VB，VB = +VO + VK 或 VB = — VO — VK。
[0019]本實(shí)施例沒(méi)有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬呼吸重金屬的檢測(cè)系統(tǒng)，至少包括一密封殼體(10)，活塞(8)將密封殼體(10)分成上腔(3)和下腔(5)，上腔(3)有開(kāi)口，開(kāi)口通過(guò)封口塞(2)密封，封口塞(2)通過(guò)氣管(I)貫通上腔外和上腔內(nèi)的左模擬肺(9)和右模擬肺(12)，氣管(I)使上腔外和左模擬肺(9)、右模擬肺(12)通過(guò)泵呼吸相通；活塞(8)通過(guò)活塞桿(4)連接電機(jī)(6)的電機(jī)軸，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(7)輸出端與電機(jī)(6)電連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(7)控制端與控制器(11)電連接；而在左模擬肺(9)或右模擬肺(12)下端有發(fā)光接收管對(duì)管(13)，發(fā)光接收管對(duì)管(13)與光電檢測(cè)電路(14)端口電連接，光電檢測(cè)電路(14)通過(guò)發(fā)光管發(fā)光和接收管接收光，對(duì)左模擬肺(9)和右模擬肺(12)底部散射信號(hào)進(jìn)行處理，給出重金屬檢測(cè)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬呼吸重金屬的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是:所述的控制器(11)通過(guò)鍵盤(pán)和顯示器設(shè)定電機(jī)(6)正反轉(zhuǎn)頻率，每正反轉(zhuǎn)一次，電機(jī)(6 )帶動(dòng)活塞桿正反轉(zhuǎn)一次，左模擬肺(9)和右模擬肺(12)中收縮一次，完成一次呼吸過(guò)程，光電檢測(cè)電路(14)中的發(fā)光接收管對(duì)管(13)對(duì)左模擬肺(9)或右模擬肺(12)吸收的重金屬進(jìn)行光檢測(cè)，當(dāng)左模擬肺(9)或右模擬肺(12)有沉淀重金屬時(shí)，光電檢測(cè)電路(14)通過(guò)發(fā)光接收管對(duì)管(13)提供所需的信號(hào)，光電檢測(cè)電路(14)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，給出檢測(cè)信息。
【文檔編號(hào)】G01N21/49GK103983612SQ201410145351
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】駱文靜, 沈?qū)W鋒, 鄭剛, 趙再華, 陳景元 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)