VOCs檢測感測系統及檢測方法

工欲善其事，必先利其器。在全球化的今天，專利已不僅僅是創新的一種保護手段，它已成為商業戰場中的利器。麥姆斯諮詢傾情打造MEMS、感測器以及物聯網領域的專利運營平台，整合全產業鏈知識產權資源，積極推動知識產權保護與有效利用。

VOCs（Volatile Organic Compounds：揮發性有機化合物）是環境中常見的污染物，很多 種類的VOCs具有一定的毒性和刺激性，在達到一定濃度時會對人類的身體健康產生巨大的影響，並被喻為人類的「隱形殺手」。

大部分針對VOCs的檢測是在空氣環境下進行的，但是在一些情況下，我們需要對液體尤其是水中的VOCs進行檢測。例如，食品安全領域需要檢測液體樣本中的有機氯、有機磷等農藥殘留，水產養殖業需要監測池塘中的有機氮等的濃度。

然而目前用於液體環境下VOCs的分析檢測方法常常採用氣相色譜（GC）、氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）等大型分析儀器或者使用昂貴而複雜的檢測儀如光離子化檢測器（PhotoIonizationDetector，簡稱PID），上述檢測方法由於檢測設備體積較大，不便於進行現場分析以及大規模地展開應用。

質量敏感型微感測器是近些年發展起來的一種新型檢測技術，其工作原理為：通過在感測器件表面固定敏感材料，當檢測過程中有待測物分子被特異性吸附到這些敏感材料上時，會引起感測器件的頻率變化，而這個頻率變化在感測器量程內一般是正比於待測物濃度的，因此事先標定過的感測器就可以通過頻率變化得到環境中目標待測物的濃度。這類感測器在氣體檢測上已經獲得了諸多應用，並展現了極高的解析度和快速響應的能力，尤其適合攜帶型現場痕量物質的檢測。然而當待測物為液體時，該類感測器的應用卻面臨極大的困難。這是由於液體的阻尼遠大於氣體，因而在液相環境下該類感測器很難被激發諧振並且質量靈敏度大幅下降。

鑒於此，有必要設計一種新的用於VOCs檢測的感測系統及檢測方法。

【推薦發明專利】

《一種用於VOCs檢測的感測系統及檢測方法》

【發明內容】

本發明提出了一種用於VOCs檢測的感測系統及檢測方法，用於解決現有技術中用於液體環境下VOCs的檢測設備體積過大、不便於現場分析的問題；及攜帶型質量敏感型微感測器用於液體環境下VOCs的檢測時，難於起振並且質量靈敏度大幅下降的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明的感測系統如下圖所示，包括：

進樣池，上部設有進樣口；檢測池，包括樣品室、感測器室以及隔離樣品室和感測器室的防水透氣薄膜；固定於感測器室內的質量敏感型微感測器；位於檢測池外、且與質量敏感型微感測器電連接的信號處理電路及顯示設備；連接進樣池和樣品室的管道；以及位於管道上的液體泵。

在檢測時，樣品室用於放置待測VOCs溶液，感測器室用於放置質量敏感型微感測 器，防水透氣薄膜用於隔離樣品室和感測器室，使得樣品室的待測VOCs溶液無法進入到感測器室，而待測VOCs溶液揮發的氣體分子卻可以經過防水透氣薄膜，進入到感測器室，並被質量敏感型微感測器所檢測到，使質量敏感型微感測器無需與待測VOCs溶液接觸而實現對待測VOCs溶液的檢測。

該VOCs檢測感測系統及檢測方法，優點包括：該感測系統由攜帶型質量敏感型微感測器構成，體積小、質量輕，便於現場分析；並且通過利用防水透氣薄膜將裝有待測樣品的樣品室和放置有質量敏感型微感測器的感測器室分隔開，使待測VOCs溶液樣品無法接觸到質量敏感型微感測器，但其揮發的氣體分子可以透過防水透氣薄膜進入感測器室被質量敏感型微感測器檢測到，從而實現將質量敏感型微感測器用於VOCs溶液的檢測。

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