VOCs檢測傳感系統及檢測方法

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VOCs(Volatile Organic Compounds：揮發(fā)性有機化合物)是環(huán)境中常見(jiàn)的污染物，很多 種類(lèi)的VOCs具有一定的毒性和刺激性，在達到一定濃度時(shí)會(huì )對人類(lèi)的身體健康產(chǎn)生巨大的影響，并被喻為人類(lèi)的“隱形殺手”。

大部分針對VOCs的檢測是在空氣環(huán)境下進(jìn)行的，但是在一些情況下，我們需要對液體尤其是水中的VOCs進(jìn)行檢測。例如，食品安全領(lǐng)域需要檢測液體樣本中的有機氯、有機磷等農藥殘留，水產(chǎn)養殖業(yè)需要監測池塘中的有機氮等的濃度。

然而目前用于液體環(huán)境下VOCs的分析檢測方法常常采用氣相色譜(GC)、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)等大型分析儀器或者使用昂貴而復雜的檢測儀如光離子化檢測器(PhotoIonizationDetector，簡(jiǎn)稱(chēng)PID)，上述檢測方法由于檢測設備體積較大，不便于進(jìn)行現場(chǎng)分析以及大規模地展開(kāi)應用。

質(zhì)量敏感型微傳感器是近些年發(fā)展起來(lái)的一種新型檢測技術(shù)，其工作原理為：通過(guò)在傳感器件表面固定敏感材料，當檢測過(guò)程中有待測物分子被特異性吸附到這些敏感材料上時(shí)，會(huì )引起傳感器件的頻率變化，而這個(gè)頻率變化在傳感器量程內一般是正比于待測物濃度的，因此事先標定過(guò)的傳感器就可以通過(guò)頻率變化得到環(huán)境中目標待測物的濃度。這類(lèi)傳感器在氣體檢測上已經(jīng)獲得了諸多應用，并展現了極高的分辨率和快速響應的能力，尤其適合便攜式現場(chǎng)痕量物質(zhì)的檢測。然而當待測物為液體時(shí)，該類(lèi)傳感器的應用卻面臨極大的困難。這是由于液體的阻尼遠大于氣體，因而在液相環(huán)境下該類(lèi)傳感器很難被激發(fā)諧振并且質(zhì)量靈敏度大幅下降。

鑒于此，有必要設計一種新的用于VOCs檢測的傳感系統及檢測方法。

【推薦發(fā)明專(zhuān)利】

《一種用于VOCs檢測的傳感系統及檢測方法》

【發(fā)明內容】

本發(fā)明提出了一種用于VOCs檢測的傳感系統及檢測方法，用于解決現有技術(shù)中用于液體環(huán)境下VOCs的檢測設備體積過(guò)大、不便于現場(chǎng)分析的問(wèn)題;及便攜式質(zhì)量敏感型微傳感器用于液體環(huán)境下VOCs的檢測時(shí)，難于起振并且質(zhì)量靈敏度大幅下降的問(wèn)題。

為實(shí)現上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明的傳感系統如下圖所示，包括：

進(jìn)樣池，上部設有進(jìn)樣口;檢測池，包括樣品室、傳感器室以及隔離樣品室和傳感器室的防水透氣薄膜;固定于傳感器室內的質(zhì)量敏感型微傳感器;位于檢測池外、且與質(zhì)量敏感型微傳感器電連接的信號處理電路及顯示設備;連接進(jìn)樣池和樣品室的管道;以及位于管道上的液體泵。

在檢測時(shí)，樣品室用于放置待測VOCs溶液，傳感器室用于放置質(zhì)量敏感型微傳感 器，防水透氣薄膜用于隔離樣品室和傳感器室，使得樣品室的待測VOCs溶液無(wú)法進(jìn)入到傳感器室，而待測VOCs溶液揮發(fā)的氣體分子卻可以經(jīng)過(guò)防水透氣薄膜，進(jìn)入到傳感器室，并被質(zhì)量敏感型微傳感器所檢測到，使質(zhì)量敏感型微傳感器無(wú)需與待測VOCs溶液接觸而實(shí)現對待測VOCs溶液的檢測。

該VOCs檢測傳感系統及檢測方法，優(yōu)點(diǎn)包括：該傳感系統由便攜式質(zhì)量敏感型微傳感器構成，體積小、質(zhì)量輕，便于現場(chǎng)分析;并且通過(guò)利用防水透氣薄膜將裝有待測樣品的樣品室和放置有質(zhì)量敏感型微傳感器的傳感器室分隔開(kāi)，使待測VOCs溶液樣品無(wú)法接觸到質(zhì)量敏感型微傳感器，但其揮發(fā)的氣體分子可以透過(guò)防水透氣薄膜進(jìn)入傳感器室被質(zhì)量敏感型微傳感器檢測到，從而實(shí)現將質(zhì)量敏感型微傳感器用于VOCs溶液的檢測。