【技术实现步骤摘要】
本技术涉及有机物检测，尤其涉及一种测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统。
技术介绍
1、挥发性有机化合物(volatile organic compounds，vocs)通常指常压下沸点低于250℃或能够以气体分子形态排放到空气中的有机化合物。大气中，vocs可来源于化石燃料燃烧、交通运输、溶剂工艺、清洁产品、植物排放等过程。vocs是大气臭氧形成的重要前体物，在空气污染形成中发挥着不容忽视的作用。vocs还可参与大气颗粒物的生成，其可通过光化学氧化等途径形成二次气溶胶。而二次气溶胶可降低城市能见度，并通过吸收和散射太阳辐射以及改变云的微物理特性对地球辐射平衡产生重要影响。因此，实现对vocs的精准检测对大气污染物治理与防控尤为重要。
2、目前，用于vocs检测的仪器多种多样，如火焰离子化检测器、质谱检测器、傅里叶红外分析仪、热红外成像仪等。气相色谱-质谱联用由于具有灵敏度高、重现性好、性能稳定等特性，常被视为分析大气vocs的黄金标准。然而，该技术的广泛应用受到了购买成本、操作复杂性和分析时长等多种因素的限制。此外，仪器自身重量和体积也大大降低了其便携性，限制了其在外场观测中的大规模布局。与之相比，光离子化检测器(photo-ionizationdetector，pid)具有成本低、便携性高的优势，可用于大规模环境在线监测。目前商用pid多应用于高浓度(数十ppbv至ppmv量级)vocs监测，如燃气泄露等；城市大气环境中大多数vocs的浓度在ppbv至亚ppbv量级，导致商用pid存在检测限不能够满足需求
3、因此，目前亟需开发一套成本低、体积小、检测灵敏且稳定性好的vocs检测系统。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，旨在解决现有光离子化检测器存在灵敏度低，检测限不够，以及稳定性差等问题。
2、本技术的技术方案如下：
3、一种测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，包括：
4、气路模块，包括通过气管依次连接的气体流量传感器、温湿度传感器和气泵；
5、电离模块，通过气管连接于所述气体流量传感器的一端；
6、信号放大模块，与所述电离模块电连接；
7、数据存储模块，与所述信号放大模块、所述气体流量传感器和所述温湿度传感器分别进行电连接；
8、电源模块，包括用于对所述气路模块和所述数据存储模块供电的总电源、用于对所述电离模块供电的射频激发电源、用于对所述信号放大模块供电的正负电源。
9、所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其中，所述电离模块连接于所述气体流量传感器背离所述温湿度传感器的一端。
10、所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其中，所述电离模块包括电离室、电极棒、聚四氟乙烯薄膜和光离子化灯；所述电极棒设置于所述电离室的内部，所述光离子化灯放置于所述电离室的底部，所述聚四氟乙烯薄膜设置于所述光离子化灯的顶部。
11、所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其中，所述电离室包括第一进气口、第一出气口，以及设置于所述电离室的内部且位于所述第一进气口和所述第一出气口之间的挡板；所述电极棒位于所述挡板靠近所述电离室的底部的一侧。
12、所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其中，所述第一进气口、所述第一出气口和所述挡板的材质均为聚四氟乙烯。
13、所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其中，所述信号放大模块为跨阻放大器，用于将所述电离模块的电流信号进行放大处理并转化为电压信号。
14、所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其中，所述数据存储模块包括微型电脑控制器以及存储于所述微型电脑控制器中的node-red平台；所述数据存储模块用于实时在线读取所述信号放大模块输出的电压信号。
15、所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其中，所述气路模块、所述电离模块、所述信号放大模块、所述数据存储模块和所述电源模块均固定于电路板上；所述电路板设置于屏蔽盒内；所述屏蔽盒包括第二进气口、第二出气口以及散热件，所述第二进气口与所述电离模块通过气管连接，所述第二出气口与所述气泵通过气管连接。
16、所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其中，所述总电源为正5v电源；所述射频激发电源为正24v射频激发电源；所述正负电源为正负5v电源。
17、一种基于测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统的检测方法，包括步骤：
18、通过气泵将气体引入电离模块，使用气体流量传感器和温湿度传感器对所述气体的气体流量、温度、湿度进行实时监测和记录；
19、气体在所述电离模块中发生光离子化电离后产生电流信号；
20、利用信号放大模块将所述电流信号放大并转化为电压信号；
21、利用数据存储模块实时读取所述电压信号并存储，通过node-red平台进行可视化，实现对挥发性有机化合物的在线检测。
22、有益效果：本技术提供一种测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，所述在线光离子化检测器系统包括气路模块、电离模块、信号放大模块、数据存储模块、电源模块。待测气体经过气路模块引导，被准确且定量地输入到电离模块，并经过电离模块高效电离产生气体离子和电子，优化的电离模块降低了环境条件对检测信号的干扰，可对电离产生的气体离子和电子进行高效捕获。此过程所产生的电流信号与待测气体浓度呈正相关线性关系。该电流信号经过信号放大模块转为电压信号，放大效率可达109倍，可实现对分析物进行定量分析。数据存储模块记录并存储电压信号，并可实现在线数据可视化；电源模块为检测系统提供稳定、低噪音的正、负工作电压。将上述五大模块集成于一块自主设计的电路板上，使检测设备一体化程度高、稳定性强。本技术所涉及的在线光离子化检测系统灵敏度高，检测限优于0.50ppbv。
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1.一种测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其特征在于，所述电离模块连接于所述气体流量传感器背离所述温湿度传感器的一端。
3.根据权利要求1所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其特征在于，所述电离模块包括电离室、电极棒、聚四氟乙烯薄膜和光离子化灯；所述电极棒设置于所述电离室的内部，所述光离子化灯放置于所述电离室的底部，所述聚四氟乙烯薄膜设置于所述光离子化灯的顶部。
4.根据权利要求3所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其特征在于，所述电离室包括第一进气口、第一出气口，以及设置于所述电离室的内部且位于所述第一进气口和所述第一出气口之间的挡板；所述电极棒位于所述挡板靠近所述电离室的底部的一侧。
5.根据权利要求4所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其特征在于，所述第一进气口、所述第一出气口和所述挡板的材质均为聚四氟乙烯。
6.根据权利要求1所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化
7.根据权利要求1所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其特征在于，所述数据存储模块包括微型电脑控制器以及存储于所述微型电脑控制器中的Node-RED平台；所述数据存储模块用于实时在线读取所述信号放大模块输出的电压信号。
8.根据权利要求1所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其特征在于，所述气路模块、所述电离模块、所述信号放大模块、所述数据存储模块和所述电源模块均固定于电路板上；所述电路板设置于屏蔽盒内；所述屏蔽盒包括第二进气口、第二出气口以及散热件，所述第二进气口与所述电离模块通过气管连接，所述第二出气口与所述气泵通过气管连接。
9.根据权利要求1所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其特征在于，所述总电源为正5V电源；所述射频激发电源为正24V射频激发电源；所述正负电源为正负5V电源。
...【技术特征摘要】
1.一种测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其特征在于，所述电离模块连接于所述气体流量传感器背离所述温湿度传感器的一端。
3.根据权利要求1所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其特征在于，所述电离模块包括电离室、电极棒、聚四氟乙烯薄膜和光离子化灯；所述电极棒设置于所述电离室的内部，所述光离子化灯放置于所述电离室的底部，所述聚四氟乙烯薄膜设置于所述光离子化灯的顶部。
4.根据权利要求3所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其特征在于，所述电离室包括第一进气口、第一出气口，以及设置于所述电离室的内部且位于所述第一进气口和所述第一出气口之间的挡板；所述电极棒位于所述挡板靠近所述电离室的底部的一侧。
5.根据权利要求4所述的测量挥发性有机化合物的在线光离子化检测器系统，其特征在于，所述第一进气口、所述第一出气口和所述挡板的材质均为聚四氟乙烯。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：王子珂，叶建淮，王雅滢，李彦辰，聂东阳，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：新型
国别省市：
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