[发明专利]一种VOCs在线智能监测装置

说明书

本发明涉及环保监测技术领域，尤其涉及一种VOCs在线智能监测装置。包括：硬件测控系统及气动检测系统，硬件测控系统包括：测控电路、电源管理系统、5G DTU模块、电磁继电器组、微型高清摄像和人机交互界面，所述人机交互界面用于数据实时显示和人为实时判断与操控，测控电路完成数字I/O的触发控制和数字量与模拟量的相互转化，5G DTU模块用于数据远距离传输，远程实时检测；气动检测系统包括：气体检测通道，气动电磁阀，气动调压部件，气动流速控制部件，PID传感器及止回阀。本发明实现室内、车载等场所VOCs浓度的在线监测和智能无线上传，用于VOCs的智能警报和VOCs治理过程中的性能鉴定对比测试。

技术领域

本发明涉及环保监测技术领域，尤其涉及一种VOCs在线智能监测装置。

背景技术

目前，国内外常规的VOCs监测分析方法主要有PID传感器法、气相色谱技术(GC)、气相色谱-质谱联用分析技术(GC-MS)、高效液相色谱分析技术(HPLC)、傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)、调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)、荧光光谱技术、反干涉光谱技术、离子色谱技术等，下面将做出具体阐述。

气相色谱技术

气相色谱法是一种有效分离并测定多组分混合物的分析方法，它是利用不同物质在不同的两相中具有不同的分配系数，两相即：固定相和流动相。当两相作相对运动时，这些物质随流动相一起运动，并在两相中进行反复多次分配，使不同组分得以完全分离。气相色谱法具有分离效率高、选择性好、灵敏度高、分析速度快、应用范围广等特点。气相色谱法对组分直接进行定性分析时，必须要建立相同条件下的标准物质峰的保留时间等信息，并与分析物质峰相对照，或者是与质谱检测器联用，才能得到肯定的结果。在进行定量分析时，常常需要用已知的纯标准物质对信号进行校正，操作流程较为复杂。

气相色谱-质谱联用法

气相色谱-质谱法是在气相色谱法基础上发展起来的一种新的联用分析技术，它是基于气相色谱高效分离能力，结合质谱检测器的准确鉴定能力而发展起来的一种分析方法。通过联用技术，配上合适的预处理手段等，气相色谱-质谱法可以对环境样品中的挥发性有机化合物进行准确的定性和定量分析。随着质谱装置的发展，在电子电离源质谱(EIMS)的基础上，出现了离子阱质谱(ITMS)、质子转移反应质谱(PTR-MS)、正化学电离源质谱(PCIMS)、负化学电离源质谱(NCIMS)、飞行时间质谱(TOF)等。

其中国内外众多科研院所和高校对此做出了不同研究，金顺平采用PTR-MS对痕量VOCs进行在线检测。董璨介绍了化学电离质谱在大气痕量物种如挥发性有机物的原位测量中的应用。侯可勇等人探讨了飞行时间质谱装置的质子转移电离实现了可挥发性有机物的高灵敏度分析。王天舒团队发现了选择离子流动管质谱(SIFT-MS)用于分析空气中的各种烃类、醇类等化合物，和食品中的VOCs。

除此之外，众多国外研究者还提出了几种验证方式如：(1)荧光分光光度法是利用物质吸收较短波长的光能后发射较长波长特征光谱的性质，对物质定性或定量分析的方法。Fan等利用荧光法测定大气中的甲醛，当采样速度为1.4L·min-1时，气相甲醛的检测限为9ng。(2)薄膜导入质谱法是指利用特殊材料制成的薄膜，将被测物质与干扰介质分离，使被测物质直接进入离子源进行质谱测定的一种方法。Cisper等采用两段膜采样系统和离子捕集谱装置直接分析了空气中的挥发性有机物。(3)反射光谱法是指在入射角大于临界角的情况下，将试样放在折射率较高的透明介质的界面上，测量界面的反射光一次或多次并记录光谱的一种方法。Reichl D等用反射干涉光谱法监测空气中的挥发性有机化合物。其他的分析方法还有红外光谱法、离子色谱法(IC)等。