[實用新型]基于光催化技術的VOCs檢測系統

無效

• 申請號: 200920119301.0
• 申請日: 2009-05-07
• 公開（公告）號: CN201464409U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 鄭俊褒
• 申請（專利權）人: 鄭俊褒
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所 33213
• 代理人: 龔旻晏

技術領域

本實用新型屬于VOCs檢測裝置技術領域，具體涉及一種基于光催化技術的VOCs檢測系統。

背景技術

隨著工業的迅速發展，建筑物結構發生了較大變化，使得新型建材、保溫材料及室內裝演材料被廣泛使用；同時各種化妝品、除臭劑、殺蟲劑和品種繁多的洗滌劑也開始大量應用于家庭，它們大都可直接揮發出各種有機化合物(VOCs)。空氣中VOCs濃度雖低，但大多數有毒性和致癌作用，對人體造成潛在威脅。所以，研究VOCs氣體污染監測和控制方法是十分迫切的。

許多分析技術，如GC，GC-MS，HPLC，FTIR，熒光光譜法、離子色譜法、光聲光譜法等等，都可以用來檢測VOCs。但這些檢測方法基本需經歷采樣、樣品預處理和檢測等過程，程序復雜、耗時且檢測設備價格昂貴。因此，研究實用的VOCs檢測技術不僅是必要的而且是迫切的，金屬氧化物氣敏傳感器作為低成本、便攜式的檢測手段具有良好的發展前景。

現有的金屬氧化物氣敏傳感器主要是利用了金屬氧化物在一定溫度條件下跟所接觸的氣體相互作用而導致電導率發生變化這一性質。金屬氧化物氣敏材料表面吸附的氧一般具有O₂^-，O^-，O^2-三種帶負電荷的形式存在，具體為哪種形式是由環境溫度決定的。實驗研究表明：在低溫下，氧化物表面吸附的氧是以“分子離子”O₂^-形式存在的，隨著溫度的升高就轉變為“原子離子”O^-和O^2-，吸附氧在金屬氧化物表面俘獲大量電子，致使材料電導減小；接觸周圍環境中的還原性氣體時，還原性氣體即被O^-氧化并釋放自由電子，金屬氧化物的電導率也因此而增加，起到傳感的作用。但該方法由于工作溫度高，不僅功耗大，而且在濃度較大的場合，容易引發火災及爆炸等危險。

此外，氣敏傳感器長期工作在過高濃度VOCs環境中，很容易使傳感器靈敏度下降，傳統金屬半導體氧化物氣敏傳感器使用時，有時采用加熱脫附的方法來去除這些過量吸附的氣體，但從現有使用情況看，加熱脫附一方面無法完全脫附，另外加熱容易引發火災甚至爆炸。

實用新型內容

本實用新型旨在利用石英晶體微天平原理提供一種基于光催化技術的VOCs檢測系統，以克服現有技術中存在的問題。

所述的基于光催化技術的VOCs檢測系統，其特征在于由光源、氣敏傳感器、測控系統板配合構成，光源、氣敏傳感器分別與測控系統板控制連接，相對于光源的照射位置配合設置氣敏傳感器。

所述的基于光催化技術的VOCs檢測系統，其特征在于所述的測控系統板包括CPU處理模塊及與其控制連接的光源控制模塊、傳感器驅動模塊、傳感器信號檢測模塊和通訊模塊，光源控制模塊與光源控制連接，傳感器驅動模塊、傳感器信號檢測模塊分別與氣敏傳感器控制連接，通訊模塊用于與外部設備建立通訊連接.

所述的基于光催化技術的VOCs檢測系統，其特征在于所述的氣敏傳感器包括支架，支架上部設置晶體，晶體前后兩端面上連接設置電極，電極通過引腳與測控系統板連接，前一端面的電極上復合設置敏感膜。

所述的基于光催化技術的VOCs檢測系統，其特征在于光源、氣敏傳感器之間配合設置會聚鏡。

所述的基于光催化技術的VOCs檢測系統，其特征在于所述的光源采用紫外光、可見光、或紅外光。

所述的基于光催化技術的VOCs檢測系統，其特征在于所述的敏感膜采用半導體氧化物制作成型，所述的半導體氧化物為TiO₂或ZnO；所述的晶體為石英晶體。

上述的基于光催化技術的VOCs檢測系統構思新穎、應用靈活方便，在實施VOCs檢測時不需要其他化學助劑，同時具有檢測靈敏度高、結構簡單、成本低、適用范圍廣、可實時在線檢測等優點；另外該VOCs檢測系統可便捷、安全地實施自潔凈，且脫附干凈、徹底，可有效提高氣敏傳感器的使用效果和壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖2為本實用新型電路方框圖；

圖3為本實用新型所述氣敏傳感器結構示意圖。

圖中：1-光源、2-會聚鏡、3-氣敏傳感器、31-晶體、32-敏感膜、33-電極、34-支架、35-引腳、4-測控系統板、41-電源模塊、42-通訊模塊、43-CPU處理模塊、44-光源控制模塊、45-傳感器驅動模塊、46-傳感器信號檢測模塊。

具體實施方式

以下結合說明書附圖對本實用新型進一步說明：