2019-03-04
VOCs在室内外的环境空气中普遍存在，在室外主要来源于石油化工、交通运输、自然燃料燃烧等产生的工业废气、溶剂挥发、汽车尾气、光化学污染以及二次反应产物等；而室内则主要来源于建筑和家居装饰装修材料如乳胶漆、墙纸、粘结剂等，以及家用电器、自燃煤气和烹调等。在评估室内空气质量时，VOC是一个重要的检测指标。因此未来室内空气质量评估中，对VOC监测的需求也会越来越多
目前，VOC监测技术主要可分为四大类：传感器技术、色谱技术、质谱技术、光谱技术。
传感器技术：又分为为半导体传感器和传感器PID、FID；PID传感器对烷烃响应低；FID传感器对碳氢响应灵敏；两者监测精度均可达PPb，但无法区分VOC种类；常用于危险区域报警、室内环境空气监测；而半导体传感器方面：市面上可以买到的金属氧化物传感器一般是基于n型金属氧化物：SnO2或WO3。由于基础电阻较小，这类n型传感器易于生产，且可在较低的温度工作，但他们存在以下三个问题：基线漂移，多湿度敏感，对气体产生负响应。
色谱技术：通过色谱柱分离可对VOC总量及特征组分进行测量；但分析周期长；一般用于固定污染源在线监测；
质谱技术：灵敏度高（ppt）、响应时间短、测量组分多、无需标定；但价格相对比较昂贵；一般用于实验室、医院、环境应急/溯源监测；
光谱技术：常用技术有FTIR、DOAS、TDLAS；响应速度快，一般用于区域环境空气监测/污染源监测。
常用分析方法的比较
| 分析技术 | 应用监测对象 | 技术特点分析 |
| PID | THC、TVOCs | 检测器体积小、无需辅助气，常用于现场、室内空气监测、应急监测、危险/泄露气体预警； |
| FID | THC、TVOCs、NMTHC | 对THC响应灵敏、线性范围宽、使用方便，但烟气中O2、H2O会对有机物造成干扰 |
| GC（FID/PID/MS） | THC、TVOCs、NMTHC、VOCs | 灵敏度高、选择性强、多组分同时测定，样品分析周期长，响应速度慢 |
| FTIR | VOCs | 技术成熟，多种VOCs可同时监测，现场测定周期短，响应时间快，灵敏度低，光学器件维护成本高 |
| DOAS | VOCs（苯系物） | 技术成熟，多组分可同时测定，无需预处理，响应快，但灵敏度低、主要用于监测苯系物 |
本文重点对传感器技术检测VOC重点分析：
市面上可以买到的金属氧化物传感器一般是基于n型金属氧化物：SnO2或WO3。由于基础电阻较小，这类n型传感器易于生产，且可在较低的温度工作，但他们存在以下三个问题：基线漂移，多湿度敏感，对气体产生负响应。
而现在Alphasense推出了一种新型金属氧化物气体传感器。P型半导体VOC传感器VOC-MF1，VOC-PF1，VOC-AF1：
VOC传感器VOC-MF1，VOC-PF1，VOC-AF1为宽带总挥发性有机物（Total VOC）探测器。当考虑到PID的成本问题时，可用本VOC气体传感器来检测10~50ppb的VOC，具体取决于VOC种类，例如甲醛，甲苯等VOC气体。与常见的n型传感器不同，本金属氧化物传感器的动态范围大、响应可重复、受湿度影响小，并且遇大多数VOC电阻会上升。通过简单的电气线路可将电阻的改变转换成输出电压。尽管传感器可在恒温/恒压模式下运行，但传感器在400℃（感应温度）~525℃（重置温度）之间循环时响应最佳。详见应用笔记。
p型金属氧化物气体传感器具备以下优点：
基线稳定
受湿度影响小
对气体产生正响应（更安全的响应）
视不同市场，Alphasense开发了3款传感器：
针对油类和气体应用，高温环境下的H2S 检测
针对低成本室内空气质量（IAQ）应用的可挥发性有机物
极端温度或湿度环境下的CO检测
所以传感器均可使用以下任意一种外壳：
TO-5金属外壳，最常见的一种封装形式
塑料6针外壳-其他金属氧化物传感器比较频繁使用
防爆外壳-316不锈钢外壳，经UL、CSA、ATEX和IECEx认证，对于金属氧化物而言比较独特， 可用在不需本安电路的危险场合。
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