VOCs檢測(cè)傳感系統(tǒng)及檢測(cè)方法

工欲善其事，必先利其器。在全球化的今天，專(zhuān)利已不僅僅是創(chuàng)新的一種保護(hù)手段，它已成為商業(yè)戰(zhàn)場(chǎng)中的利器。麥姆斯咨詢(xún)傾情打造MEMS、以及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的專(zhuān)利運(yùn)營(yíng)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(jiàn)的污染物，很多 種類(lèi)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(lèi)的身體健康產(chǎn)生巨大的影響，并被喻為人類(lèi)的“隱形殺手”。

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(jiǎn)稱(chēng)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(kāi)應(yīng)用。

質(zhì)量敏感型微傳感器是近些年發(fā)展起來(lái)的一種新型檢測(cè)技術(shù)，其工作原理為：通過(guò)在傳感器件表面固定敏感材料，當(dāng)檢測(cè)過(guò)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(guò)的傳感器就可以通過(guò)頻率變化得到環(huán)境中目標(biāo)待測(cè)物的濃度。這類(lèi)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)了極高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(lèi)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(lèi)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。

【推薦發(fā)明專(zhuān)利】

《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(guò)大、不便于現(xiàn)場(chǎng)分析的問(wèn)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(wèn)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：

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(wú)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(guò)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(wú)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(guò)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(kāi)，使待測(cè)VOCs溶液樣品無(wú)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(guò)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)。