VOCs在室內(nèi)外的環(huán)境空氣中普遍存在,在室外主要來源于石油化工、交通運輸、自然燃料燃燒等產(chǎn)生的工業(yè)廢氣、溶劑揮發(fā)、汽車尾氣、光化學(xué)污染以及二次反應(yīng)產(chǎn)物等;而室內(nèi)則主要來源于建筑和家居裝飾裝修材料如乳膠漆、墻紙、粘結(jié)劑等,以及家用電器、自燃煤氣和烹調(diào)等。在評估室內(nèi)空氣質(zhì)量時,VOC是一個重要的檢測指標(biāo)。因此未來室內(nèi)空氣質(zhì)量評估中,對VOC監(jiān)測的需求也會越來越多
目前,VOC監(jiān)測技術(shù)主要可分為四大類:傳感器技術(shù)、色譜技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)、光譜技術(shù)。
傳感器技術(shù):又分為為半導(dǎo)體傳感器和傳感器PID、FID;PID傳感器對烷烴響應(yīng)低;FID傳感器對碳氫響應(yīng)靈敏;兩者監(jiān)測精度均可達PPb,但無法區(qū)分VOC種類;常用于危險區(qū)域報警、室內(nèi)環(huán)境空氣監(jiān)測;而半導(dǎo)體傳感器方面:市面上可以買到的金屬氧化物傳感器一般是基于n型金屬氧化物:SnO2或WO3。由于基礎(chǔ)電阻較小,這類n型傳感器易于生產(chǎn),且可在較低的溫度工作,但他們存在以下三個問題:基線漂移,多濕度敏感,對氣體產(chǎn)生負(fù)響應(yīng)。
色譜技術(shù):通過色譜柱分離可對VOC總量及特征組分進行測量;但分析周期長;一般用于固定污染源在線監(jiān)測;
質(zhì)譜技術(shù):靈敏度高(ppt)、響應(yīng)時間短、測量組分多、無需標(biāo)定;但價格相對比較昂貴;一般用于實驗室、醫(yī)院、環(huán)境應(yīng)急/溯源監(jiān)測;
光譜技術(shù):常用技術(shù)有FTIR、DOAS、TDLAS;響應(yīng)速度快,一般用于區(qū)域環(huán)境空氣監(jiān)測/污染源監(jiān)測。
常用分析方法的比較
| 分析技術(shù) | 應(yīng)用監(jiān)測對象 | 技術(shù)特點分析 |
| PID | THC、TVOCs | 檢測器體積小、無需輔助氣,常用于現(xiàn)場、室內(nèi)空氣監(jiān)測、應(yīng)急監(jiān)測、危險/泄露氣體預(yù)警; |
| FID | THC、TVOCs、NMTHC | 對THC響應(yīng)靈敏、線性范圍寬、使用方便,但煙氣中O2、H2O會對有機物造成干擾 |
| GC(FID/PID/MS) | THC、TVOCs、NMTHC、VOCs | 靈敏度高、選擇性強、多組分同時測定,樣品分析周期長,響應(yīng)速度慢 |
| FTIR | VOCs | 技術(shù)成熟,多種VOCs可同時監(jiān)測,現(xiàn)場測定周期短,響應(yīng)時間快,靈敏度低,光學(xué)器件維護成本高 |
| DOAS | VOCs(苯系物) | 技術(shù)成熟,多組分可同時測定,無需預(yù)處理,響應(yīng)快,但靈敏度低、主要用于監(jiān)測苯系物 |
本文重點對傳感器技術(shù)檢測VOC重點分析:
市面上可以買到的金屬氧化物傳感器一般是基于n型金屬氧化物:SnO2或WO3。由于基礎(chǔ)電阻較小,這類n型傳感器易于生產(chǎn),且可在較低的溫度工作,但他們存在以下三個問題:基線漂移,多濕度敏感,對氣體產(chǎn)生負(fù)響應(yīng)。
而現(xiàn)在Alphasense推出了一種新型金屬氧化物氣體傳感器。P型半導(dǎo)體VOC傳感器VOC-MF1,VOC-PF1,VOC-AF1:
VOC傳感器VOC-MF1,VOC-PF1,VOC-AF1為寬帶總揮發(fā)性有機物(Total VOC)探測器。當(dāng)考慮到PID的成本問題時,可用本VOC氣體傳感器來檢測10~50ppb的VOC,具體取決于VOC種類,例如甲醛,甲苯等VOC氣體。與常見的n型傳感器不同,本金屬氧化物傳感器的動態(tài)范圍大、響應(yīng)可重復(fù)、受濕度影響小,并且遇大多數(shù)VOC電阻會上升。通過簡單的電氣線路可將電阻的改變轉(zhuǎn)換成輸出電壓。盡管傳感器可在恒溫/恒壓模式下運行,但傳感器在400℃(感應(yīng)溫度)~525℃(重置溫度)之間循環(huán)時響應(yīng)。詳見應(yīng)用筆記。


p型金屬氧化物氣體傳感器具備以下優(yōu)點:
基線穩(wěn)定
受濕度影響小
對氣體產(chǎn)生正響應(yīng)(更安全的響應(yīng))
視不同市場,Alphasense開發(fā)了3款傳感器:
針對油類和氣體應(yīng)用,高溫環(huán)境下的H2S 檢測
針對低成本室內(nèi)空氣質(zhì)量(IAQ)應(yīng)用的可揮發(fā)性有機物
極端溫度或濕度環(huán)境下的CO檢測
所以傳感器均可使用以下任意一種外殼:
TO-5金屬外殼,常見的一種封裝形式
塑料6針外殼-其他金屬氧化物傳感器比較頻繁使用
防爆外殼-316不銹鋼外殼,經(jīng)UL、CSA、ATEX和IECEx認(rèn)證,對于金屬氧化物而言比較獨特,? 可用在不需本安電路的危險場合。
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