VOC揮發性有機物在線監測系統的核心是實時采集、精準分析、數據上傳,通過多模塊協同工作,實現對大氣或工業廢氣中 VOCs 組分及濃度的連續監測,整體技術原理可分為以下 5 個關鍵環節:
樣品采集與預處理
系統通過采樣探頭(搭配過濾裝置)從監測點抽取氣體樣品,針對含塵、含水、含腐蝕性雜質的廢氣,會先經過預處理模塊 —— 利用除塵濾芯去除顆粒物、冷凝器降低水汽含量、吸附劑去除干擾組分,最終得到潔凈、干燥的待測氣體,避免污染或損壞后續分析單元。
氣體分離(針對多組分監測)
若需檢測 VOCs 具體組分(如苯、甲苯、二甲苯等),預處理后的氣體進入色譜分離單元。核心部件是色譜柱,不同 VOCs 組分在色譜柱內與固定相、流動相的相互作用存在差異,會以不同速度通過色譜柱,從而實現各組分的有效分離,為后續定量分析奠定基礎。
濃度檢測分析
分離后的氣體組分進入檢測器,這是系統的核心檢測環節,常用檢測器類型及原理如下:
PID 光離子化檢測器:利用紫外光照射待測氣體,使 VOCs 分子電離產生離子流,離子流強度與 VOCs 濃度呈正比,適用于總揮發性有機物(TVOC)的快速檢測,響應速度快、靈敏度高。
FID 氫火焰離子化檢測器:待測氣體在氫火焰中燃燒,產生碳正離子,通過收集極形成電流信號,信號強度與有機物含碳量相關,適合檢測烴類 VOCs,穩定性好、線性范圍寬。
氣相色譜 - 質譜聯用(GC-MS):結合色譜分離與質譜定性,質譜儀將分離后的組分離子化,根據離子的質荷比進行定性定量,可精準識別復雜 VOCs 混合物中的具體組分。
數據處理與傳輸
檢測器輸出的電信號會被信號采集模塊轉換為數字信號,傳輸至核心控制單元。控制單元通過內置算法對信號進行校準、計算,得出 VOCs 的實時濃度值,并生成監測數據報表。同時,系統通過 4G/5G、以太網等方式,將數據上傳至監管平臺或用戶端,實現遠程監控。
系統校準與質控
為保證監測數據的準確性,系統會定期進行零點校準和量程校準—— 通入零氣(純凈氮氣)校準基線,通入已知濃度的 VOCs 標準氣體校準檢測曲線,部分高端系統還具備自動校準功能,可實現無人值守下的長期穩定運行。