[發明專利]一種主動進氣式TVOC檢測儀

在審

• 申請號: 202011582367.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112557466A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 張英磊;徐嬌;洪小偉;張鄧毅
• 申請（專利權）人: 北京首創大氣環境科技股份有限公司
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種主動進氣式TVOC檢測儀，包括外殼和設置在外殼內部的控制電路板，所述控制電路板上設有天線和數據通訊模塊，所述外殼上設有至少一組空氣流通孔，所述外殼內部設有與所述空氣流通孔相連的氣室、與所述氣室相連通的主動進氣單元以及與所述主動進氣單元相連的排氣通道，所述控制電路板上還包括至少部分位于所述氣室內的傳感器陣列模塊，所述傳感器陣列模塊包括至少兩種電化學氣體傳感器。本發明采用主動進氣單元相比于擴散進氣會更穩定，通過主動進氣到氣室，氣流和溫濕度都會更加穩定，能夠有效地降低對于傳感器的修正難度，具有低功耗、長壽命、較好的精度和穩定性等優點，應用范圍得到極大地提升。

技術領域

本發明涉及一種氣體檢測裝置，特別是涉及一種主動進氣式TVOC檢測儀。

背景技術

世界衛生組織(WHO,1989)對總揮發性有機化合物(TVOC)的定義為，熔點低于室溫而沸點在50-260℃之間的揮發性有機化合物的總稱。隨著城市化的不斷發展，VOCs的排放量逐漸提高，成為近年來城市大氣污染的主要污染物之一。VOCs種類多(最為常見的有300多種)，涉及到的行業和企業數量多，排放條件復雜，監管非常困難，監測、檢測已經成為目前制約VOCs治理的一個關鍵業務。

尤其在石化行業中，VOCs濃度水平較高，其中烷、烯、炔和芳烴各類化合物均有較高濃度，是對大氣中VOCs有重要貢獻的工業源之一。早期研究在對石化行業中的具體源解析的結果表明，烷類物質主要有正丁烷、2一甲基丁烷、2一甲基戊烷和2,2一二甲基戊烷，這些C4-C7的烷烴是潤滑油揮發排放的主要成分。芳烴類物質主要有烷基苯，主要包括正丙苯、鄰二甲苯和間甲乙苯、甲苯。烷類和芳烴類物質主要是化工三場生產潤滑油和烷基苯所造成的。烯烴類中，順-2-丁烯和異戊烯的濃度較高，主要為汽油和柴油這類物質揮發形成。此外還有一定的乙炔成分。以上各類VOC的濃度分別在50-1000ppbC左右，以上所列的典型VOCs也占總VOCs的50％以上。

傳統的色譜、質譜、或光譜儀器，其精度高，穩定性好，但存在價格高、體積大、維護麻煩，需要穩定的氣源、人員定期標定維護等問題，難以被進行密集網格化布點應用。近年來，基于火焰離子化檢測器發展的氣相色譜儀由于能夠對大氣中有機組分進行分離，作為標準的分析方法對大氣中的VOC進行檢測。例如公開號為CN101609072A的《揮發性有機物連續檢測儀》，公開號為CN108982728A的《一種環境空氣非甲烷總烴在線檢測儀器優化與校準方法》等專利文獻，但是由于這種基于FID的VOC監測設備操作復雜，運行的過程中需要專業人員操作，頻繁校正和人員維護，限制其應用。同時其測試間隔時間較長(通常為1h一個數據)，因此難以被用來進行網格化布點對大氣進行測試。

其他基于傳感器的VOCs檢測儀也被逐漸發展，例如光離子化檢測器(PID)，但是基于PID傳感器的VOC監測設備壽命通常小于1年，同時PID傳感器的成本高昂(如公開號為CN103424465A《智能PID傳感器模塊》專利文獻)。同時而現有基于這種單個傳感器的VOC測試設備(公開號為CN105388208A《一種基于PID的空氣中VOC檢測儀及其實現遠程監測的方法》專利文獻)難以滿足大氣中VOC多組分的測試需求，尤其是其對于復雜大氣環境中VOC測試的準確性、與標準儀器的一致性難以滿足實際要求。

相較而言，傳感器具有體積小、操作簡單、攜帶方便、可用于現場監測且價格低廉等優點，作為一種能廣泛布點的替代工具開始被重視。但是其仍存在靈敏度和穩定性不高、抗干擾能力弱等問題，導致其可靠性不強。所以研發出穩定性好、并且能夠分類監測VOCs的傳感器具有很高的實際意義和科學價值。傳統TVOC檢測儀是基于一個氣體傳感器而進行的監測(PID、MEMS或電化學原理的傳感器)，這些傳感器在出廠的時候通常只被一種氣體(乙醇或異丁烯)進行標定，并對不同氣體有一個修正系數，但是在實測過程中，沒有對其進行修正，或無法準確對其進行修正，導致不能夠滿足空氣中復雜環境的應用。另外，在進氣結構中溫濕度不穩定，或者氣流也不穩定的情況下，也會導致修正難度增加。

因此，亟待發展出低成本、快響應、高準確性的VOC檢測儀。

發明內容