[科普中國]-檢測管

檢測管是指一種迅速測定空氣中有害氣體濃度的工具。它是在細玻璃管中充填一定量的檢測劑并用材料固定，再將兩端加熱熔融封閉。

原理檢測管是一種使用簡便、快速、直讀式的、價格低廉的氣體或水質(zhì)現(xiàn)場快速檢測工具，可以定性、定量地檢測有害的氣體或水體污染物，廣泛用于環(huán)境污染監(jiān)測和突發(fā)性事故的應(yīng)急監(jiān)測。

檢測管種類形式多樣，但基本原理大致相同，即在一個固定有限長度、內(nèi)徑的玻璃或聚乙烯管內(nèi)，裝填一定量的檢測劑（指示粉），用塞料加以固定，再將管的兩端密封加工而成。檢測劑是將某些能與待測物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并可以改變顏色的化學(xué)試劑吸附在固體載體顆粒表面上的一種物質(zhì)，化學(xué)試劑的選擇和它在載體上的濃度比決定了檢測管的物質(zhì)成分和量程范圍。檢測管的心臟是裝在玻璃管中的指示粉。例如檢測空氣中的有害氣體，就是根據(jù)通過該管的被測樣品與管內(nèi)指示粉進行反應(yīng)時，釋放出有色反應(yīng)物，形成“著色層”而進行的。指示粉一般由載體和化學(xué)試劑組成。把化學(xué)試劑涂覆在載體的表面上，讓盡可能少的試劑形成最大可能接觸的面積，以便得到具有很大通過表面能力的指示粉。應(yīng)當(dāng)選擇那些在迅速與待測氣體起化學(xué)作用時，能生成明顯顏色的反應(yīng)產(chǎn)物薄膜，并使原來的指示粉改變顏色的試劑。1

特點檢測管具有以下優(yōu)點：

(1)操作簡便：用檢測管測定氣體濃度時，不需要同化學(xué)分析那樣加入多種化學(xué)試劑和使用各種玻璃儀器， 一般也無需進行計算，也無需儀器分析那樣做好復(fù)雜的測前準備。工作步驟僅有采樣和結(jié)果顯示兩步，而這兩步又幾乎是同時進行的，這就為專業(yè)分析人員提供了極大方便，即使對沒有分析基礎(chǔ)知識的人，如現(xiàn)場工程技術(shù)或操作人員，只要參照使用說明或?qū)ζ渖约又笇?dǎo)就可以應(yīng)用。

(2)分析快速：由于操作簡便，可使每一次樣品分析所需時間大為縮短，一般只需幾十秒至幾分鐘即可得知分析結(jié)果，其分析速度是任何化學(xué)分析方法所不能比擬的。

(3)可信度高：精度和靈敏度均高于試紙法，氣體檢測管含量標度的確定是模擬了現(xiàn)場分析條件，采用不同濃度標準氣標定的，因而克服了化學(xué)分析中易帶入的方法誤差。因為氣體檢測管是工業(yè)化生產(chǎn)，加之操作簡單，使用時人為誤差也易克服。

(4)適應(yīng)性好：檢測管成為系列產(chǎn)品后，可檢測的氣體多種多樣，每種氣體的測量范圍可由 到百分之幾，因而在實際應(yīng)用時只要選擇合適型號的檢測管，即可一進行各種氣體不同含量的定量分析，尤其在煉油、天然氣及石化行業(yè)分析。

(5)由于用檢測管進行測定時無需熱源、電源，可確?，F(xiàn)場使用安全。

(6)另外氣體檢測管使用時不需維護、價格低廉、攜帶方便也是其他方法不可比擬的。

但是，檢測管技術(shù)也有一定的局限：

(1)一種檢測管能夠檢測的污染物種類有限，多數(shù)為一種檢測管只能對一種污染物進行定向、半定量分析。

(2)檢測管一般只能提供瞬間的濃度測量，不能提供連續(xù)檢測；對化學(xué)性質(zhì)相似的復(fù)雜物質(zhì)，不能很好的區(qū)分，只能顯示他們濃度的總和。

(3)檢測管儀限于檢測常見化合物，很多化合物還沒有對應(yīng)的檢測管可以檢測。

(4)各種檢測管都有一定的有效期，超出期限將很難達到預(yù)期的檢測效果。

(5)一些檢測管對化合物的顯色時間較長，難以達到快速定性定埴的檢測結(jié)果。2

類型根據(jù)使用對象的不同，檢測管主要可分為氣體檢測管和水質(zhì)檢測管兩個大類。

檢測管還可根據(jù)檢測功能、測定方式及應(yīng)用范圍的不同分為定性檢測管、定量檢測管、短時檢測管、長時檢測管、直讀式長時檢測管及直接水質(zhì)檢測管、色柱水質(zhì)檢測管等許多種類，以下將主要從氣體檢測管和水質(zhì)檢測管兩個方面進行介紹。

1、氣體檢測管

氣體檢測管是在一個固定長度和內(nèi)徑的玻璃管內(nèi)，裝填一定量的檢測劑，用塞料加以固定，再將玻璃管兩端熔封制成。使用時將管子兩端割斷，讓含有被測物質(zhì)的氣體定量地通過管子，被測物質(zhì)即和管中檢測劑發(fā)生定量化學(xué)反應(yīng)，部分檢測劑被染色，其染色長度與被測物濃度成正比，從檢測管上已印制好的刻度即得知被測氣體的濃度。

從檢測時間上看，氣體檢測管可分為短時檢測管、長時檢測管、直讀式長時檢測管，其中短時檢測管常用于污染氣體的現(xiàn)場快速檢測；而從構(gòu)造上講檢測管基本上分三種類型：第一種只有一個指示層，用以測定組分單一或干擾因素小的氣體樣品；第二種是在指示層前加有凈化層或者轉(zhuǎn)化層，分別用以消除干擾物質(zhì)對測定的影響，或使被測物質(zhì)與轉(zhuǎn)化層試劑反應(yīng)，產(chǎn)生新物質(zhì)后再在指示層中予以測定，凈化層或轉(zhuǎn)化層通稱為檢測管“前層”；第三種是當(dāng)前物質(zhì)易與指示層產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)時，在制造中將這兩部分分別裝在兩支玻璃管內(nèi)，分別熔封，使用時用套管相連。

2、水質(zhì)檢測管

水質(zhì)檢測管形式與氣體檢測管類似，根據(jù)檢測方法的區(qū)別，水質(zhì)檢測管主要分為直接檢測管和色柱檢測管兩種。

直接檢測管是將顯色劑等直接封在聚乙烯軟塑料試管中，檢測中將檢測管一端刺破并用手擠壓另一端，放入待測水樣中吸入適量水樣，經(jīng)一段時間顯色反應(yīng)后，測定液的顏色發(fā)生變化，將其與標準色階對比，獲得待測物的種類或濃度。

色柱檢測管的原理是：將一定量的水樣通過某種檢測管內(nèi)時，水樣中的待測物質(zhì)與館內(nèi)填裝的顯色劑反應(yīng)并產(chǎn)生鮮艷的色柱，色柱長度與水樣中被測物的濃度成正比，由濃度標尺可直接讀出結(jié)果。1

影響因素檢測管的檢測性能會受到檢測管制作、保管、使用等過程中條件因素的影響。

(1)制作工藝的影響。

檢測管的制作材料及制作工藝是其檢測性能的基礎(chǔ)，優(yōu)質(zhì)的制作材料及良好的制作工藝將使檢測管具有較好的穩(wěn)定性和較高的靈敏度。

(2)保存條件的影響。

檢測管都有一個能與特定物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的試劑系統(tǒng)，由于管內(nèi)所含的化學(xué)物質(zhì)很難保持無限期穩(wěn)定，而檢測管的保存條件將影響其穩(wěn)定期限。因此，使用單位在儲備每種檢測管時，都應(yīng)該按照說明書要求的條件進行保存，如保存在低溫干燥處等。

(3)檢測環(huán)境的影響。

氣體的檢測管在測量時，也會受到當(dāng)時的環(huán)境條件影響，如溫度、濕度、酸堿度等都有可能對檢測結(jié)果有一定的干擾。因此，因盡量按使用說明書注明的條件使用；在非正常使用中，應(yīng)提前詢問制造廠商或進行模擬實驗以確定偏差程度。

(4)樣品采集量的影響。

檢測管的顯色長度與樣品采集量不一定成正比。當(dāng)檢測物質(zhì)濃度不在檢測管設(shè)計測定范圍內(nèi)時，所檢測到的檢測數(shù)據(jù)就不能真實反映污染物濃度。此時，可采取稀釋樣品、更換其他量程檢測管的辦法予以解決。

(5)數(shù)據(jù)讀取方式的影響。

檢測管測定數(shù)據(jù)讀取得正確與否，直接影響到最終檢測結(jié)果的準確程度。因此，在使用檢測管時應(yīng)嚴格按照說明書進行讀取。

(6)干擾物質(zhì)的影響。

一些檢測管中的顯色試劑對多種化合物均有響應(yīng)，一般生產(chǎn)廠家都盡可能地采取措施減少它們之間的干擾。但環(huán)境中干擾氣體濃度較大或十分復(fù)雜時，檢測管就很難得到準確結(jié)果，應(yīng)同時使用其他方法進行檢測。1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

李宗秀 - 副教授 - 黑龍江財經(jīng)學(xué)院