2018年11月21日，由中國儀器儀表學(xué)會分析儀器分會、中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會分析儀器分會聯(lián)合舉辦的“第十一屆中國在線分析儀器及發(fā)展國際論壇暨展覽會（CIOAE 2018）在南京盛大開幕。來自河北工業(yè)大學(xué)的教授張思祥帶來了題為《基于多傳感器陣列的氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)》的報告，就氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)的背景、現(xiàn)狀、設(shè)計原理等方面為現(xiàn)在聽眾做了詳細(xì)的解讀。

　　張思祥首先介紹到，VOCs是一種可揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds），是惡臭氣體的主要組成成分，是一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損壞生活環(huán)境的氣體物質(zhì)。VOCs氣體對健康和環(huán)境都存在不同程度的影響。

　　VOCs氣體對健康的危害主要分為以下幾類：神經(jīng)類毒素：酮類、酸類、醚類，如丁酮、甲硫醚、異辛醇等；血液循環(huán)系統(tǒng)毒素：苯類合成物、醇醚類物質(zhì)，例如苯類衍生物、乙二醇、三甲基醇等；影響肝臟代謝：甲苯二異氰酸酯、鹵代素類、烷烴類等；影響呼吸吸引功能：苯系物、酸類等，如甲醛、乙苯、丙苯、甲酸等；導(dǎo)致腎臟中毒：四氯乙烷、丙二醇、三氯丁烷等。

　　現(xiàn)有的檢測方法主要是GC-MS、HPLC等。這類檢測一般需要取樣、送檢等繁瑣過程，另外還不可痕跡追蹤，缺乏預(yù)警、執(zhí)法的依據(jù)。此外還有費(fèi)用高、缺乏時效性、不滿足環(huán)境在線監(jiān)測需要、不具有客觀性等缺點(diǎn)。小型化、便攜式同時又可實時檢測的儀器已經(jīng)成為時代的新訴求。

　　由張思祥團(tuán)隊自主研發(fā)的PID傳感器，是以易揮發(fā)有機(jī)物的光離子化效應(yīng)原理為理論基礎(chǔ)實現(xiàn)氣體濃度檢測的。檢測器的結(jié)構(gòu)設(shè)計對整個檢測器的檢測靈敏度至關(guān)重要。傳統(tǒng)的電離室結(jié)構(gòu)是軸向分布和二維流動式分布。

　　經(jīng)實際測量，PID傳感器的基線輸出電流約為10nA，在進(jìn)行檢測時，需要進(jìn)行I/V變換、濾波、放大等處理。傳感器的系統(tǒng)上位機(jī)采用C/S架構(gòu)，數(shù)據(jù)存儲在云服務(wù)數(shù)據(jù)庫中，由客戶端調(diào)用，支持多臺設(shè)備連接，便于進(jìn)行多點(diǎn)檢測。根據(jù)傳感器陣列對標(biāo)準(zhǔn)氣體的響應(yīng)值建立指紋庫，特定氣體的指紋圖譜具有唯一性，可以通過模式識別技術(shù)對樣氣的指紋圖譜進(jìn)行判別。

　　最后，張思祥總結(jié)道，PID傳感器是一款真正集小型、便攜、無線、遠(yuǎn)程監(jiān)控和實時監(jiān)測的傳感器設(shè)備，是積極響應(yīng)社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃綱要和四大民生科技工程的全新產(chǎn)品，具有十分突出的運(yùn)用前景。