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VOCs檢測(cè)傳感系統(tǒng)及檢測(cè)方法

閱讀:1886      發(fā)布時(shí)間:2017-7-17
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工欲善其事,必先利其器。在化的今天,已不僅僅是的一種保護(hù)手段,它已成為商業(yè)戰(zhàn)場(chǎng)中的利器。麥姆斯咨詢傾情打造MEMS、傳感器以及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的運(yùn)營平臺(tái),整合全產(chǎn)業(yè)鏈知識(shí)產(chǎn)權(quán)資源,積極推動(dòng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)與有效利用。

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

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大部分針對(duì)VOCs的檢測(cè)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(duì)液體尤其是水中的VOCs進(jìn)行檢測(cè)。例如,食品安全領(lǐng)域需要檢測(cè)液體樣本中的有機(jī)氯、有機(jī)磷等農(nóng)藥殘留,水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)需要監(jiān)測(cè)池塘中的有機(jī)氮等的濃度。

然而目前用于液體環(huán)境下VOCs的分析檢測(cè)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(fù)雜的檢測(cè)儀如光離子化檢測(cè)器(PhotoIonizationDetector,簡稱PID),上述檢測(cè)方法由于檢測(cè)設(shè)備體積較大,不便于進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析以及大規(guī)模地展開應(yīng)用。

質(zhì)量敏感型微傳感器是近些年發(fā)展起來的一種新型檢測(cè)技術(shù),其工作原理為:通過在傳感器件表面固定敏感材料,當(dāng)檢測(cè)過程中有待測(cè)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(nèi)一般是正比于待測(cè)物濃度的,因此事先標(biāo)定過的傳感器就可以通過頻率變化得到環(huán)境中目標(biāo)待測(cè)物的濃度。這類傳感器在氣體檢測(cè)上已經(jīng)獲得了諸多應(yīng)用,并展現(xiàn)了*的分辨率和快速響應(yīng)的能力,尤其適合便攜式現(xiàn)場(chǎng)痕量物質(zhì)的檢測(cè)。然而當(dāng)待測(cè)物為液體時(shí),該類傳感器的應(yīng)用卻面臨極大的困難。這是由于液體的阻尼遠(yuǎn)大于氣體,因而在液相環(huán)境下該類傳感器很難被激發(fā)諧振并且質(zhì)量靈敏度大幅下降。

鑒于此,有必要設(shè)計(jì)一種新的用于VOCs檢測(cè)的傳感系統(tǒng)及檢測(cè)方法。

【發(fā)明】

《一種用于VOCs檢測(cè)的傳感系統(tǒng)及檢測(cè)方法》

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明提出了一種用于VOCs檢測(cè)的傳感系統(tǒng)及檢測(cè)方法,用于解決現(xiàn)有技術(shù)中用于液體環(huán)境下VOCs的檢測(cè)設(shè)備體積過大、不便于現(xiàn)場(chǎng)分析的問題;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(cè)時(shí),難于起振并且質(zhì)量靈敏度大幅下降的問題。

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

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進(jìn)樣池,上部設(shè)有進(jìn)樣口;檢測(cè)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(nèi)的質(zhì)量敏感型微傳感器;位于檢測(cè)池外、且與質(zhì)量敏感型微傳感器電連接的信號(hào)處理電路及顯示設(shè)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(cè)時(shí),樣品室用于放置待測(cè)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(cè)VOCs溶液無法進(jìn)入到傳感器室,而待測(cè)VOCs溶液揮發(fā)的氣體分子卻可以經(jīng)過防水透氣薄膜,進(jìn)入到傳感器室,并被質(zhì)量敏感型微傳感器所檢測(cè)到,使質(zhì)量敏感型微傳感器無需與待測(cè)VOCs溶液接觸而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)VOCs溶液的檢測(cè)。

該VOCs檢測(cè)傳感系統(tǒng)及檢測(cè)方法,優(yōu)點(diǎn)包括:該傳感系統(tǒng)由便攜式質(zhì)量敏感型微傳感器構(gòu)成,體積小、質(zhì)量輕,便于現(xiàn)場(chǎng)分析;并且通過利用防水透氣薄膜將裝有待測(cè)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,使待測(cè)VOCs溶液樣品無法接觸到質(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(cè)到,從而實(shí)現(xiàn)將質(zhì)量敏感型微傳感器用于VOCs溶液的檢測(cè)。

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