VOCs檢測傳感系統(tǒng)及檢測方法

工欲善其事，必先利其器。在全球化的今天，專利已不僅僅是創(chuàng)新的一種保護手段，它已成為商業(yè)戰(zhàn)場中的利器。麥姆斯咨詢傾情打造MEMS、以及物聯(lián)網(wǎng)領域的專利運營平臺，整合全產(chǎn)業(yè)鏈知識產(chǎn)權資源，積極推動知識產(chǎn)權保護與有效利用。

VOCs(Volatile Organic Compounds：揮發(fā)性有機化合物)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，在達到一定濃度時會對人類的身體健康產(chǎn)生巨大的影響，并被喻為人類的“隱形殺手”。

大部分針對VOCs的檢測是在空氣環(huán)境下進行的，但是在一些情況下，我們需要對液體尤其是水中的VOCs進行檢測。例如，食品安全領域需要檢測液體樣本中的有機氯、有機磷等農(nóng)藥殘留，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)需要監(jiān)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，簡稱PID)，上述檢測方法由于檢測設備體積較大，不便于進行現(xiàn)場分析以及大規(guī)模地展開應用。

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技術，其工作原理為：通過在傳感器件表面固定敏感材料，當檢測過程中有待測物分子被特異性吸附到這些敏感材料上時，會引起傳感器件的頻率變化，而這個頻率變化在傳感器量程內(nèi)一般是正比于待測物濃度的，因此事先標定過的傳感器就可以通過頻率變化得到環(huán)境中目標待測物的濃度。這類傳感器在氣體檢測上已經(jīng)獲得了諸多應用，并展現(xiàn)了極高的分辨率和快速響應的能力，尤其適合便攜式現(xiàn)場痕量物質(zhì)的檢測。然而當待測物為液體時，該類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(tǒng)及檢測方法。

【推薦發(fā)明專利】

《一種用于VOCs檢測的傳感系統(tǒng)及檢測方法》

【發(fā)明內(nèi)容】

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

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

進樣池，上部設有進樣口;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(nèi)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;連接進樣池和樣品室的管道;以及位于管道上的液體泵。

在檢測時，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溶液無法進入到傳感器室，而待測VOCs溶液揮發(fā)的氣體分子卻可以經(jīng)過防水透氣薄膜，進入到傳感器室，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需與待測VOCs溶液接觸而實現(xiàn)對待測VOCs溶液的檢測。

該VOCs檢測傳感系統(tǒng)及檢測方法，優(yōu)點包括：該傳感系統(tǒng)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(xiàn)場分析;并且通過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，使待測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入傳感器室被質(zhì)量敏感型微傳感器檢測到，從而實現(xiàn)將質(zhì)量敏感型微傳感器用于VOCs溶液的檢測。