如何低成本测量PPB级浓度的甲醛HCHO气体？

2023-03-20

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摘要如何在ppb级浓度的甲醛HCHO气体环境中低成本快速的检测气体浓度值、、stoxpro-甲醛模组

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HCHO甲醛气体特性

HCHO是一种无色、有刺激性气味的气体，是一种有机物，化学式为CH2O。甲醛在常温常压下为无色气体，有强烈的刺激性气味。甲醛会和空气中的氧气和氮气发生反应，产生二氧化碳和水。甲醛是一种强还原剂，可以与很多物质发生反应。

甲醛同时也是一种高致癌的有害物质，对人体有毒害作用。长期接触甲醛会引起呼吸系统、神经系统和免疫系统等方面的疾病。对于敏感人群，如小孩、老人和哮喘患者等，甲醛可能会引发过敏反应，造成严重的健康问题。因此，在室内空气质量监测中，甲醛是需要重点关注的有害气体之一。

HCHO甲醛气体的TLV与中毒反应：

HCHO甲醛的TLV（Threshold Limit Value）为0.3ppm，即每立方米空气中甲醛浓度不得超过0.3ppm。长期接触高浓度HCHO甲醛会对人体造成不同程度的危害，如眼、鼻、喉部刺激、头痛、头晕、恶心、呕吐等，可能也会导致慢性呼吸道疾病、神经系统疾病、免疫系统疾病等。对于敏感人群，如儿童、老年人、哮喘患者等，更容易引发过敏反应，造成严重健康问题。

HCHO甲醛气体的室内空气标准：

1、GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》规定：甲醛浓度不得超过0.10毫克/立方米。
2、世界卫生组织(WHO)建议：空气中甲醛浓度不应超过0.08毫克/立方米。
3、美国环境保护局（EPA）建议：室内空气中甲醛浓度应低于0.1ppm。
4、欧盟室内空气质量标准：甲醛浓度不得超过0.1毫克/立方米。
在复杂气体环境下如何才能精准有效的测量甲醛浓度?
目前常见的甲醛气体检测仪原理有以下几种：
1、光学吸收原理：主要是利用甲醛分子对特定波长的光的吸收特性，测量光强度变化来检测甲醛浓度。该原理优点是，测量精度高、可识别性强，通常集成化设计于光学分析仪，但成本昂贵很难实现商业化批量应用，主要用于实验室气体分析。
2、半导体技术原理：利用甲醛与半导体表面发生化学反应，改变半导体电阻率，测量电阻变化来检测甲醛浓度。该原理优点是，成本较低、传感器小型化，但对复杂环境下的气体识别性较差，选择性不高，容易被其他气体所干扰，分辨率达不到PPB级。
3、固态电化学技术原理：利用甲醛与电极表面发生氧化还原反应，测量电极电流变化来检测甲醛浓度。该原理技术目前是使用最为广泛的，性价比高，通过选择特定的催化剂与化学材料，再结合固态聚合物技术与制程工艺，抗干扰性能极好，在复杂环境下可有效测量甲醛浓度，分辨率可做到PPB级（0.001ppm），使用寿命长等特点。
甲醛气体探测器｜爱氪森科技｜固态电化学气体传感技术