2018年11月21日，由儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)、儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)分析儀器分會(huì)聯(lián)合舉辦的“第十一屆在線分析儀器及發(fā)展論壇暨展覽會(huì)(CIOAE 2018)在南京盛大開(kāi)幕。來(lái)自河北工業(yè)大學(xué)的教授張思祥帶來(lái)了題為《基于多傳感器陣列的氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)》的報(bào)告，就氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)的背景、現(xiàn)狀、設(shè)計(jì)原理等方面為現(xiàn)在聽(tīng)眾做了詳細(xì)的解讀。
 

  張思祥先介紹到，VOCs是一種可揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compounds)，是惡臭氣體的主要組成成分，是一切刺激嗅覺(jué)器官引起人們不愉快及損壞生活環(huán)境的氣體物質(zhì)。VOCs氣體對(duì)健康和環(huán)境都存在不同程度的影響。
 
  VOCs氣體對(duì)健康的危害主要分為以下幾類(lèi)：神經(jīng)類(lèi)毒素：酮類(lèi)、酸類(lèi)、醚類(lèi)，如丁酮、甲硫醚、異辛醇等；血液循環(huán)系統(tǒng)毒素：苯類(lèi)合成物、醇醚類(lèi)物質(zhì)，例如苯類(lèi)衍生物、乙二醇、三甲基醇等；影響肝臟代謝：甲苯二異氰酸酯、鹵代素類(lèi)、烷烴類(lèi)等；影響呼吸吸引功能：苯系物、酸類(lèi)等，如甲醛、乙苯、丙苯、甲酸等；導(dǎo)致腎臟中毒：四氯乙烷、丙二醇、三氯丁烷等。
 
  現(xiàn)有的檢測(cè)方法主要是GC-MS、HPLC等。這類(lèi)檢測(cè)一般需要取樣、送檢等繁瑣過(guò)程，另外還不可痕跡追蹤，缺乏預(yù)警、執(zhí)fa的依據(jù)。此外還有費(fèi)用高、缺乏時(shí)效性、不滿足環(huán)境在線監(jiān)測(cè)需要、不具有客觀性等缺點(diǎn)。小型化、便攜式同時(shí)又可實(shí)時(shí)檢測(cè)的儀器已經(jīng)成為時(shí)代的新訴求。
 
  由張思祥團(tuán)隊(duì)研發(fā)的PID傳感器，是以易揮發(fā)有機(jī)物的光離子化效應(yīng)原理為理論基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)氣體濃度檢測(cè)的。檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)檢測(cè)器的檢測(cè)靈敏度至關(guān)重要。傳統(tǒng)的電離室結(jié)構(gòu)是軸向分布和二維流動(dòng)式分布。
 
  經(jīng)實(shí)際測(cè)量，PID傳感器的基線輸出電流約為10nA，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要進(jìn)行I/V變換、濾波、放大等處理。傳感器的系統(tǒng)上位機(jī)采用C/S架構(gòu)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中，由客戶端調(diào)用，支持多臺(tái)設(shè)備連接，便于進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)。根據(jù)傳感器陣列對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣體的響應(yīng)值建立指紋庫(kù)，特定氣體的指紋圖譜具有wei一性，可以通過(guò)模式識(shí)別技術(shù)對(duì)樣氣的指紋圖譜進(jìn)行判別。