一种主动进气式TVOC检测仪制造技术

本发明专利技术涉及一种主动进气式TVOC检测仪，包括外壳和设置在外壳内部的控制电路板，所述控制电路板上设有天线和数据通讯模块，所述外壳上设有至少一组空气流通孔，所述外壳内部设有与所述空气流通孔相连的气室、与所述气室相连通的主动进气单元以及与所述主动进气单元相连的排气通道，所述控制电路板上还包括至少部分位于所述气室内的传感器阵列模块，所述传感器阵列模块包括至少两种电化学气体传感器。本发明专利技术采用主动进气单元相比于扩散进气会更稳定，通过主动进气到气室，气流和温湿度都会更加稳定，能够有效地降低对于传感器的修正难度，具有低功耗、长寿命、较好的精度和稳定性等优点，应用范围得到极大地提升。应用范围得到极大地提升。应用范围得到极大地提升。

【技术实现步骤摘要】
一种主动进气式TVOC检测仪


[0001]本专利技术涉及一种气体检测装置，特别是涉及一种主动进气式TVOC检测仪。

技术介绍

[0002]世界卫生组织(WHO,1989)对总挥发性有机化合物(TVOC)的定义为，熔点低于室温而沸点在50
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260℃之间的挥发性有机化合物的总称。随着城市化的不断发展，VOCs的排放量逐渐提高，成为近年来城市大气污染的主要污染物之一。VOCs种类多(最为常见的有300多种)，涉及到的行业和企业数量多，排放条件复杂，监管非常困难，监测、检测已经成为目前制约VOCs治理的一个关键业务。
[0003]尤其在石化行业中，VOCs浓度水平较高，其中烷、烯、炔和芳烃各类化合物均有较高浓度，是对大气中VOCs有重要贡献的工业源之一。早期研究在对石化行业中的具体源解析的结果表明，烷类物质主要有正丁烷、2一甲基丁烷、2一甲基戊烷和2,2一二甲基戊烷，这些C4
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C7的烷烃是润滑油挥发排放的主要成分。芳烃类物质主要有烷基苯，主要包括正丙苯、邻二甲苯和间甲乙苯、甲苯。烷类和芳烃类物质主要是化工三场生产润滑油和烷基苯所造成的。烯烃类中，顺
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丁烯和异戊烯的浓度较高，主要为汽油和柴油这类物质挥发形成。此外还有一定的乙炔成分。以上各类VOC的浓度分别在50
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1000ppbC左右，以上所列的典型VOCs也占总VOCs的50％以上。
[0004]传统的色谱、质谱、或光谱仪器，其精度高，稳定性好，但存在价格高、体积大、维护麻烦，需要稳定的气源、人员定期标定维护等问题，难以被进行密集网格化布点应用。近年来，基于火焰离子化检测器发展的气相色谱仪由于能够对大气中有机组分进行分离，作为标准的分析方法对大气中的VOC进行检测。例如公开号为CN101609072A的《挥发性有机物连续检测仪》，公开号为CN108982728A的《一种环境空气非甲烷总烃在线检测仪器优化与校准方法》等专利文献，但是由于这种基于FID的VOC监测设备操作复杂，运行的过程中需要专业人员操作，频繁校正和人员维护，限制其应用。同时其测试间隔时间较长(通常为1h一个数据)，因此难以被用来进行网格化布点对大气进行测试。
[0005]其他基于传感器的VOCs检测仪也被逐渐发展，例如光离子化检测器(PID)，但是基于PID传感器的VOC监测设备寿命通常小于1年，同时PID传感器的成本高昂(如公开号为CN103424465A《智能PID传感器模块》专利文献)。同时而现有基于这种单个传感器的VOC测试设备(公开号为CN105388208A《一种基于PID的空气中VOC检测仪及其实现远程监测的方法》专利文献)难以满足大气中VOC多组分的测试需求，尤其是其对于复杂大气环境中VOC测试的准确性、与标准仪器的一致性难以满足实际要求。
[0006]相较而言，传感器具有体积小、操作简单、携带方便、可用于现场监测且价格低廉等优点，作为一种能广泛布点的替代工具开始被重视。但是其仍存在灵敏度和稳定性不高、抗干扰能力弱等问题，导致其可靠性不强。所以研发出稳定性好、并且能够分类监测VOCs的传感器具有很高的实际意义和科学价值。传统TVOC检测仪是基于一个气体传感器而进行的监测(PID、MEMS或电化学原理的传感器)，这些传感器在出厂的时候通常只被一种气体(乙
醇或异丁烯)进行标定，并对不同气体有一个修正系数，但是在实测过程中，没有对其进行修正，或无法准确对其进行修正，导致不能够满足空气中复杂环境的应用。另外，在进气结构中温湿度不稳定，或者气流也不稳定的情况下，也会导致修正难度增加。
[0007]因此，亟待发展出低成本、快响应、高准确性的VOC检测仪。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是针对上述问题，提出一种主动进气式TVOC检测仪，根据源解析结果，主要针对烷烃、烯烃和芳香烃进行传感，以提高传感准确性，并通过结构设置有效降低对于传感器的修正难度，获得低成本、快响应、高准确性的VOC监测装置。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了一种主动进气式TVOC检测仪，包括外壳和设置在外壳内部的控制电路板，所述控制电路板上设有天线和数据通讯模块，所述外壳上设有至少一组空气流通孔，所述外壳内部设有气室，所述气室分别通过进气通道与排气通道与外壳外侧相连通，所述进气通道或排气通道上设有主动进气单元，所述进气通道与所述空气流通孔相连通，所述控制电路板上还包括至少部分位于所述气室内的传感器阵列模块，所述传感器阵列模块包括至少两种电化学气体传感器。
[0010]优选地，所述主动进气式TVOC检测仪还包括温湿度控制模块，所述温湿度控制模块至少部分位于所述气室内。
[0011]优选地，所述主动进气式TVOC检测仪还包括数据存储模块。
[0012]优选地，外部气流以主动吸入或吹入的方式通过所述至少一组空气流通孔进入所述外壳内部的气室中，且进入气室的气流与所述传感器阵列模块中的传感器有效作用面平行接触。
[0013]优选地，所述外壳包括顶壳和底壳，所述空气流通孔位于所述顶壳上。所述控制电路板安装在顶壳内的卡槽上。
[0014]优选地，所述主动进气单元为风机或空气泵。
[0015]优选地，所述数据通讯模块包括NB
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IOT通讯模块、LoRa通讯模块、蓝牙通讯模块、WIFI通讯模块、IPV6通讯模块中的一种。
[0016]优选地，所述主动进气式TVOC检测仪还包括与所述控制电路板相连的电池或太阳能供电装置，所述控制电路板的电源输入电压为5～24V。
[0017]优选地，所述电化学气体传感器包括烷烃、烯烃、苯、醇类中的至少两种固态电解质传感器。
[0018]优选地，所述传感器阵列模块还包括采用氧气传感器、乙醇传感器以及温湿度传感器进行修正。
[0019]基于上述技术方案，本专利技术的优点是：
[0020]本专利技术的主动进气式TVOC检测仪可用于室内外环境空气质量监测评估，其由多路固态聚合物电化学传感器组成，可测量能够发生化学分解的多种气体，具有低功耗、长寿命、较好的精度和稳定性等优点。采用多通道传感器阵列模块可以扩展到更多气体的检测，应用范围得到极大地提升。本专利技术采用风机或空气泵等形式的主动进气单元相比于扩散进气会更稳定，通过主动进气到气室，气流和温湿度都会更加稳定，能够有效地降低对于传感器的修正难度。
[0021]进一步，本专利技术针对性地采用自主设计的苯类、烷烃类、烯烃类传感器，并引入氧气、醇类传感器进行修正，能够使传感器的读数更加准确。同时对传感器采取低功耗的设计，极大地减少了人员维护、能源消耗。
附图说明
[0022]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0023]图1为主动进气式TVOC检测仪内部结构示意图；
[0024]图2为主动进气式TVOC检测仪爆炸示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动进气式TVOC检测仪，包括外壳(3)和设置在外壳内部的控制电路板(1)，所述控制电路板(1)上设有天线(2)和数据通讯模块(4)，其特征在于：所述外壳(3)上设有至少一组空气流通孔(10)，所述外壳(3)内部设有气室(13)，所述气室(13)分别通过进气通道(11)与排气通道(14)与外壳(3)外侧相连通，所述进气通道(11)或排气通道(14)上设有主动进气单元(12)，所述进气通道(11)与所述空气流通孔(10)相连通，所述控制电路板(1)上还包括至少部分位于所述气室(13)内的传感器阵列模块(6)，所述传感器阵列模块(6)包括至少两种电化学气体传感器。2.根据权利要求1所述的主动进气式TVOC检测仪，其特征在于：所述主动进气式TVOC检测仪还包括温湿度控制模块(7)，所述温湿度控制模块(7)至少部分位于所述气室(13)内。3.根据权利要求1或2所述的主动进气式TVOC检测仪，其特征在于：所述主动进气式TVOC检测仪还包括数据存储模块(5)。4.根据权利要求1所述的主动进气式TVOC检测仪，其特征在于：外部气流以主动吸入或吹入的方式通过所述至少一组空气流通孔(10)进入所述外壳(3)内部的气室(13)中，且进入气室(13)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张英磊，徐娇，洪小伟，张邓毅，
申请(专利权)人：北京首创大气环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：