2018年11月21日，由儀器儀表學會分析儀器分會、儀器儀表行業(yè)協會分析儀器分會聯合舉辦的“第十一屆在線分析儀器及發(fā)展論壇暨展覽會(CIOAE 2018)在南京盛大開幕。來自河北工業(yè)大學的教授張思祥帶來了題為《基于多傳感器陣列的氣體在線監(jiān)測系統的研發(fā)》的報告，就氣體在線監(jiān)測系統研發(fā)的背景、現狀、設計原理等方面為現在聽眾做了詳細的解讀。
 

  張思祥先介紹到，VOCs是一種可揮發(fā)性有機物(Volatile Organic Compounds)，是惡臭氣體的主要組成成分，是一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損壞生活環(huán)境的氣體物質。VOCs氣體對健康和環(huán)境都存在不同程度的影響。
 
  VOCs氣體對健康的危害主要分為以下幾類：神經類毒素：酮類、酸類、醚類，如丁酮、甲硫醚、異辛醇等；血液循環(huán)系統毒素：苯類合成物、醇醚類物質，例如苯類衍生物、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、烷烴類等；影響呼吸吸引功能：苯系物、酸類等，如甲醛、乙苯、丙苯、甲酸等；導致腎臟中毒：四氯乙烷、丙二醇、三氯丁烷等。
 
  現有的檢測方法主要是GC-MS、HPLC等。這類檢測一般需要取樣、送檢等繁瑣過程，另外還不可痕跡追蹤，缺乏預警、執(zhí)fa的依據。此外還有費用高、缺乏時效性、不滿足環(huán)境在線監(jiān)測需要、不具有客觀性等缺點。小型化、便攜式同時又可實時檢測的儀器已經成為時代的新訴求。
 
  由張思祥團隊研發(fā)的PID傳感器，是以易揮發(fā)有機物的光離子化效應原理為理論基礎實現氣體濃度檢測的。檢測器的結構設計對整個檢測器的檢測靈敏度至關重要。傳統的電離室結構是軸向分布和二維流動式分布。
 
  經實際測量，PID傳感器的基線輸出電流約為10nA，在進行檢測時，需要進行I/V變換、濾波、放大等處理。傳感器的系統上位機采用C/S架構，數據存儲在云服務數據庫中，由客戶端調用，支持多臺設備連接，便于進行多點檢測。根據傳感器陣列對標準氣體的響應值建立指紋庫，特定氣體的指紋圖譜具有wei一性，可以通過模式識別技術對樣氣的指紋圖譜進行判別。