Mrežni monitor hlapivih organskih spojeva (VOC) je uređaj koji se koristi za otkrivanje i praćenje koncentracije hlapljivih organskih spojeva (VOC) u okolišu. Naširoko se koristi u područjima kao što su praćenje onečišćenja zraka, praćenje industrijskih emisija i zaštita okoliša. VOC su klasa hlapljivih, lako isparljivih organskih spojeva koji postoje kao plinovi na sobnoj temperaturi. Ove tvari predstavljaju potencijalnu opasnost za kvalitetu zraka i zdravlje ljudi, zbog čega je praćenje VOC-a iznimno važno.
Uobičajena načela za online VOC monitore uključuju fotoionizacijsku detekciju (PID), ne-deuterirani infracrveni (NDIR) i elektrokemijski senzor.
1. Fotoionizacijska detekcija (PID)
Detekcija fotoionizacijom trenutačno je najčešća metoda koja se koristi u online VOC monitorima. Princip je sljedeći:
Princip rada: PID princip uključuje ozračivanje uzorka plina ultraljubičastim svjetlom iz izvora UV svjetla (kao što je deuterijska lampa). VOC molekule se pobuđuju UV svjetlom, ionizirajući i otpuštajući elektrone. Broj iona u plinu proporcionalan je koncentraciji HOS-a. Ione vodi električno polje i bilježi detektor (obično galvanometar), koji daje koncentraciju HOS-a.
Prednosti: Visoka osjetljivost, sposoban detektirati niske koncentracije HOS-eva. Nadalje, primjenjiv je na širok raspon organskih spojeva, a PID može otkriti većinu hlapljivih organskih spojeva.
Nedostaci: Pod značajnim utjecajem vlage i temperature, okolišni čimbenici mogu iskriviti rezultate mjerenja. Nadalje, ne može razlikovati različite vrste HOS-eva, otkriva samo ukupnu količinu i ne može točno razlikovati pojedinačne HOS-eve.
2. Ne-disperzivna infracrvena apsorpcija (NDIR)
NDIR metoda određuje koncentraciju HOS-a mjerenjem apsorpcije infracrvenog svjetla određene valne duljine od strane molekula plina. Princip je sljedeći:
Princip rada: VOC molekule apsorbiraju infracrveno svjetlo određene valne duljine. Instrument koristi infracrveni izvor svjetlosti za emitiranje zrake svjetlosti određene valne duljine, koja prolazi kroz uzorak plina. Zraka zatim prolazi kroz detektor, gdje se mjeri intenzitet apsorpcije. Stupanj apsorpcije proporcionalan je koncentraciji plina. NDIR se obično koristi za otkrivanje komponenti kao što su CO₂ i CH4 u organskim plinovima.
Prednosti: Brzo vrijeme odziva, pogodno za online nadzor. Dobra stabilnost i značajna otpornost na okolišne čimbenike.
Nedostaci: Može otkriti samo specifične plinove i određene hlapljive organske spojeve, ne sve VOC. Ograničena razlučivost, što otežava razlikovanje plinova sličnih koncentracija.
3. Elektrokemijsko očitavanje
Elektrokemijsko očitavanje je metoda mjerenja VOC-a koja se temelji na principu elektrokemijske reakcije. Princip je sljedeći:
Princip rada: Plin prolazi kroz elektrokemijski senzor, gdje reagira s elektrodama, stvarajući promjenu struje ili napona. Jačina struje proporcionalna je koncentraciji plina. Elektrokemijski senzori općenito imaju visoku selektivnost i mogu razlikovati različite vrste HOS-eva.
Prednosti: Visoka osjetljivost, sposoban detektirati niske koncentracije HOS-eva. Nadalje, u usporedbi s drugim metodama, elektrokemijski senzori su jeftiniji.
Nedostaci: Spor odgovor, nije tako brz kao metode poput PID-a. Nadalje, elektrokemijski senzori imaju ograničen vijek trajanja i zahtijevaju redovitu zamjenu.
Različiti VOC detektori koriste različite principe detekcije, svaki sa svojim prednostima i nedostacima. U praktičnim primjenama, izbor principa uglavnom ovisi o zahtjevima praćenja, kao što su vrsta nadzirane tvari, zahtjevi osjetljivosti, vrijeme odziva i cijena.