VOCs检测传感系统的特点及检测方法介绍

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VOCs（Volatile Organic Compounds：挥发性有机化合物）是环境中常见的污染物，很多 种类的VOCs具有一定的毒性和刺激性，在达到一定浓度时会对人类的身体健康产生巨大的影响，并被喻为人类的“隐形杀手”。

大部分针对VOCs的检测是在空气环境下进行的，但是在一些情况下，我们需要对液体尤其是水中的VOCs进行检测。例如，食品安全领域需要检测液体样本中的有机氯、有机磷等农药残留，水产养殖业需要监测池塘中的有机氮等的浓度。

然而目前用于液体环境下VOCs的分析检测方法常常采用气相色谱（GC）、气相色谱-质谱联用（GC-MS）等大型分析仪器或者使用昂贵而复杂的检测仪如光离子化检测器（PhotoIonizationDetector，简称PID），上述检测方法由于检测设备体积较大，不便于进行现场分析以及大规模地展开应用。

质量敏感型微传感器是近些年发展起来的一种新型检测技术，其工作原理为：通过在传感器件表面固定敏感材料，当检测过程中有待测物分子被特异性吸附到这些敏感材料上时，会引起传感器件的频率变化，而这个频率变化在传感器量程内一般是正比于待测物浓度的，因此事先标定过的传感器就可以通过频率变化得到环境中目标待测物的浓度。这类传感器在气体检测上已经获得了诸多应用，并展现了极高的分辨率和快速响应的能力，尤其适合便携式现场痕量物质的检测。然而当待测物为液体时，该类传感器的应用却面临极大的困难。这是由于液体的阻尼远大于气体，因而在液相环境下该类传感器很难被激发谐振并且质量灵敏度大幅下降。

鉴于此，有必要设计一种新的用于VOCs检测的传感系统及检测方法。

本发明提出了一种用于VOCs检测的传感系统及检测方法，用于解决现有技术中用于液体环境下VOCs的检测设备体积过大、不便于现场分析的问题；及便携式质量敏感型微传感器用于液体环境下VOCs的检测时，难于起振并且质量灵敏度大幅下降的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的传感系统如下图所示，包括：

进样池，上部设有进样口；检测池，包括样品室、传感器室以及隔离样品室和传感器室的防水透气薄膜；固定于传感器室内的质量敏感型微传感器；位于检测池外、且与质量敏感型微传感器电连接的信号处理电路及显示设备；连接进样池和样品室的管道；以及位于管道上的液体泵。

在检测时，样品室用于放置待测VOCs溶液，传感器室用于放置质量敏感型微传感 器，防水透气薄膜用于隔离样品室和传感器室，使得样品室的待测VOCs溶液无法进入到传感器室，而待测VOCs溶液挥发的气体分子却可以经过防水透气薄膜，进入到传感器室，并被质量敏感型微传感器所检测到，使质量敏感型微传感器无需与待测VOCs溶液接触而实现对待测VOCs溶液的检测。

该VOCs检测传感系统及检测方法，优点包括：该传感系统由便携式质量敏感型微传感器构成，体积小、质量轻，便于现场分析；并且通过利用防水透气薄膜将装有待测样品的样品室和放置有质量敏感型微传感器的传感器室分隔开，使待测VOCs溶液样品无法接触到质量敏感型微传感器，但其挥发的气体分子可以透过防水透气薄膜进入传感器室被质量敏感型微传感器检测到，从而实现将质量敏感型微传感器用于VOCs溶液的检测。