人防空氣質(zhì)量監測儀RF-KQ006

甲醛被認為是主要的污染物之一，就是因為它的高毒性和潛在的致癌性，甲醛產(chǎn)生的來(lái)源有很多，比如工業(yè)，交通，森林火災，以及吸煙產(chǎn)生的煙霧。它也可能從不同的物體內散發(fā)出來(lái)，比如新的家具和高分子材料在降解的過(guò)程中，因此，它也可以作為材料降解過(guò)程中的標志分子。

甲醛檢測Z常用的分析方法利用液相質(zhì)譜結合2，衍生的方法。盡管這種方法可靠精確，但是他需要相對較貴的儀器而且只能在實(shí)驗室完成[1]。因此，新型的甲醛探測方法和甲醛探測器的發(fā)展也就成了一個(gè)比較吸引人的課題。已經(jīng)存在的傳感器的測量原理，從能譜測量到電阻式測量，再到比色法，而后者是現在Z廣泛被研究的。金屬氧化物薄膜和納米金屬氧化物通常被用在傳感器的圖層上。盡管，使用這種放的靈敏度很高，但是，它本質(zhì)的缺陷是需要高溫，在濕潤的環(huán)境下，測量不準。為了克服高溫下的操作問(wèn)題，導電聚合物圖層被引入用來(lái)探測揮發(fā)性有機物，比如甲醛。

經(jīng)過(guò)對比國內國外的電化學(xué)傳感器，從價(jià)格，分辨率，精度等方面考慮，而后選擇了國內鄭州煒盛公司的傳感器，足以滿(mǎn)足室內測量監測的要求。

1 電化學(xué)氣體傳感器介紹

甲醛氣體傳感器有很多種類(lèi)型，有熱導式，電導式，比色式，通常包括酶甲醛脫氫酶，然而，由于潛在的穩定性問(wèn)題，對于其使用并不是在所有條件和環(huán)境下都合適。而無(wú)酶的電化學(xué)傳感器性能提升了很多，也使得其開(kāi)始被廣泛關(guān)注，盡管這種傳感器還比較少。

現有一種室溫伏安的多功能聚合物傳感層甲醛氣體傳感器，這是一種合成聚合物傳感涂層，其結合了分析積累能力，其衍生物通都知道的肼反應，同時(shí)其作用是用伏安測量聚合物電解質(zhì)。

電化學(xué)氣體傳感器按照工作原理可以分為以下幾種類(lèi)型：燃料電池型氣體傳感器，極限電流型氣體傳感器，濃差電池型氣體傳感器。

2 電化學(xué)氣體傳感器的選型

商用絲網(wǎng)印刷電極用來(lái)當作底座，與碳工作和對電極，以及銀準參考電極。電化學(xué)電池由三個(gè)內部合成傳感涂層的電極組成，這三個(gè)涂層作為分析物衍生媒介以及高分子電解質(zhì)，三電極的系統涂有20 L of 1% HPA or PAA解決方案，一夜之間干，所有的解決方案都使用了Milli-Q水，聚丙烯酸用來(lái)接收和溶解在水中，離子聚丙烯酸酯在實(shí)驗室中被準備用來(lái)先溶解水中的聚丙烯酸，隨后，用克分子數相等的數量水合肼來(lái)中和它。循環(huán)伏安測量方法使用Autolab PGSTAT 30來(lái)運行。

2.1 臭氧電化學(xué)氣體傳感器

臭氧的測量是空氣質(zhì)量和許多大氣化學(xué)實(shí)驗的關(guān)鍵部分，傳統的臭氧監測機制基于紫外吸收，相對較貴，并且有一定高的能量的損耗，限制了固定的地點(diǎn)，而電化學(xué)傳感器僅僅需要5v的直流電，總共的耗電量還不到5W?？傊亓坎怀^(guò)1公斤，這種電化學(xué)傳感器產(chǎn)生的電壓信號一定比例于臭氧的濃度，其范圍是5-10ppm。兩個(gè)臭氧傳感器的性能有很好的線(xiàn)性度。傳感器的校準和靈敏度受到相對濕度和氣體樣本的流動(dòng)率的影響，被分開(kāi)進(jìn)行。線(xiàn)性校準曲線(xiàn)表明傳感器的性能WQ相同，即使是在不同的濕度和流動(dòng)率，為了要補償傳感器的基準漂移而調零的過(guò)程中?？焖俚臐穸茸兓ā?/span>20%/min）會(huì )在傳感器信號中產(chǎn)生顯著(zhù)立刻的變化，傳感器需要大概40分鐘的時(shí)間來(lái)恢復到原始值。相反，慢速的濕度變化對傳感器響應有微弱的影響。為了檢測小型化臭氧儀的性能，臭氧儀被用在實(shí)驗室來(lái)檢測臭氧損耗，通過(guò)海水吸收和空氣質(zhì)量檢測18天，研究表明，臭氧被海水吸收是線(xiàn)性于海水表面微層的的。18天中從臭氧傳感器中檢測到的數據與使用紫外吸收法得到的數據具有很好的一致性。

2.2 甲醛電化學(xué)氣體傳感器

本文選擇的電化學(xué)甲醛傳感器ME3M-CH2O，其分辨率可達0.02ppm，當傳感器暴露在甲醛氣體中的時(shí)候，甲醛氣體傳感器使用絲網(wǎng)印刷碳電極作為基底，工作電極響應甲醛氣體，其表面使用改進(jìn)的聚丙烯酸離子傳感層，生成和甲醛氣體濃度成比例的極小電流，聚丙烯酸離子用來(lái)收集甲醛，同時(shí)，也是聚合電極，根據甲醛傳感器的結構可知，工作電極與對電極同時(shí)浸入到電解液中時(shí)，通過(guò)測試電流的大小就可判定 CH2O 濃度的高低。每ppm甲醛氣體輸出1.1±0.5uA電流，在經(jīng)過(guò)電流電壓轉換后得到AD轉換器可以接收的模擬電壓值。外加電壓會(huì )使得兩電極間產(chǎn)生極化[2]。定電位電化學(xué)型甲醛傳感器有三個(gè)電極，圖1為其結構圖。

在甲醛傳感器中，以及催化劑鎳、釕、鉑等金屬粒子的作用下，酸性電解液的電解池內，甲醛氣體向工作電極擴散，而發(fā)生氧化還原反應[3]。

2.3 CO電化學(xué)氣體傳感器

CO傳感器主要有可變電阻式以及電化學(xué)式兩種類(lèi)型。CO傳感器選用的天道儀器有限公司的ME2-CO，其中可變電阻式CO傳感器應用高低溫循環(huán)方式，1000ppm的大量程，高溫清洗低溫時(shí)吸附的雜散氣體，因為采用的氣敏材料在清潔空氣中電導率低，通過(guò)電路把電導率的變化對應到一氧化碳氣體濃度，然后輸出相應的電信號；當室內氣體超過(guò)300ppm時(shí)，說(shuō)明可燃氣體泄漏，實(shí)時(shí)報警。低溫檢測一氧化碳，隨空氣中的一氧化碳氣體濃度增加，一氧化碳傳感器的電導率增大[4]。

3 結束語(yǔ)

本文介紹了應用在室內空氣質(zhì)量?jì)x中的電化學(xué)氣體傳感器，這四款傳感器體積小，質(zhì)量輕，能夠解決現有的氣體監測依靠化學(xué)方法而造成的周期長(cháng)，操作復雜等麻煩，使得室內空氣的實(shí)時(shí)監測成為未來(lái)發(fā)展的一種趨勢