2018年11月21日，由儀器儀表學會分析儀器分會、儀器儀表行業協會分析儀器分會聯合舉辦的“第十一屆在線分析儀器及發展論壇暨展覽會(CIOAE 2018)在南京盛大開幕。來自河北工業大學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測系統的研發》的報告，就氣體在線監測系統研發的背景、現狀、設計原理等方面為現在聽眾做了詳細的解讀。
 

  張思祥先介紹到，VOCs是一種可揮發性有機物(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境的氣體物質。VOCs氣體對健康和環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：神經類毒素：酮類、酸類、醚類，如丁酮、甲硫醚、異辛醇等；血液循環系統毒素：苯類合成物、醇醚類物質，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；導致腎臟中毒：四氯乙烷、丙二醇、三氯丁烷等。
 
  現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，缺乏預警、執fa的依據。此外還有費用高、缺乏時效性、不滿足環境在線監測需要、不具有客觀性等缺點。小型化、便攜式同時又可實時檢測的儀器已經成為時代的新訴求。
 
  由張思祥團隊研發的PID傳感器，是以易揮發有機物的光離子化效應原理為理論基礎實現氣體濃度檢測的。檢測器的結構設計對整個檢測器的檢測靈敏度至關重要。傳統的電離室結構是軸向分布和二維流動式分布。
 
  經實際測量，PID傳感器的基線輸出電流約為10nA，在進行檢測時，需要進行I/V變換、濾波、放大等處理。傳感器的系統上位機采用C/S架構，數據存儲在云服務數據庫中，由客戶端調用，支持多臺設備連接，便于進行多點檢測。根據傳感器陣列對標準氣體的響應值建立指紋庫，特定氣體的指紋圖譜具有wei一性，可以通過模式識別技術對樣氣的指紋圖譜進行判別。