畅快呼吸，由您定义-布鲁克红外气体分析仪

嘉德利达

2022/10/24 15:56

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我们每天上班、学习、睡觉都是在室内，细算下来一天80%的时间都是在室内度过的，可见室内空气质量更能影响我们的健康。大家都知道甲醛是强致癌物，其实VOCs（挥发性有机物）的释放时间一般在6个月到1年，如果通风不良的环境下也会持续数年，因此，VOCs的含量对我们健康的影响也不容小觑。甲醛从VOCs里面单独拎出来一个是因为危害大，一个是释放周期长。甲醛是IARC认定的1A类致癌物质，释放周期可以长达15年，对于甲醛大家认识都比较清晰，资料比较齐全，但是对于VOCs所知不多，例如VOCs中的苯，也属于1类强致癌物质，主要影响造血系统和神经系统。那如何科学、快速的判断室内空气是否符合国家标准呢，这也是清华大学建筑系一直在研究的。下图为最新的室内空气质量标准对各指标的限值要求。

图1 最新室内空气质量标准的限值要求

目前，室内空气甲醛和VOCs主要使用分光光度法和气相色谱仪进行定量，其弊端就是采样过程复杂、测试繁琐、测试时间长，无法得到实时的测试结果。

傅立叶变换红外光谱作为表征物质分子特征的指纹光谱，作为一种无损、快速检测方法，早已用于固体、胶体和液体等非气态物质的定性和定量分析。而对于气态样品领域的应用，傅立叶变化红外光谱的应用主要是集中在高校和科研院所的研究分析工作中。对于工业现场应用，由于传统红外气体分析方法需要用到标准气体定期对仪器和数据模型校正，同时还得考虑工业现场复杂的干扰气体和温度、压力等因素的影响，这些因素都限制了该方法的使用和推广。布鲁克傅立叶红外气体分析仪以光路永久准直的RockSolid™干涉仪为基础，确保气体分析的准确度与重复性，独家的OPUS GA谱型拟合算法使用户免于标准曲线和重叠干扰的困惑。得益于其紧凑的机身，MATRIX-MG系列和OMEGA 5可轻松集成到多种工业体系，实现7×24h不间断测试。

通过与清华大学建筑系负责建筑材料和室内排放气体检测的老师多次沟通，我们先将可实现ppm到100%浓度的OMEGA5气体仪器放到清华建筑系的模拟舱实验室进行方法可行性验证。OMEGA 5是一款紧凑型傅立叶红外气体分析系统，配备有5米光程的多次反射气体池和热电制冷的MCT检测器，兼顾了高灵敏度和高便捷性等特点，整体集成于19寸标准工业机箱中，定量的气体种类非常之多（超过300种化合物），适用于不同的应用领域中气体的全自动实时监测与定量分析。图2是本次路演样机的实物照片。

图2 OMEGA5实物照片

本次路演活动就是将OMEGA 5放置在密闭的环境仓中模拟室内环境，测试环境仓中甲醛和VOCs的含量。甲醛和VOCs含量人为按照预定比例去投放，通过逐一降低投放样品浓度评估OMEGA5的检测能力、抗干扰能力、数据稳定性和重复性等多项技术指标。图3为多种气体同时测试界面。

图3 OPUS GA 软件测试界面

操作人员按照实验要求依次在密闭的环境仓中加入不同浓度梯度的甲醛和VOCs混合液，通过加热方式使待测气体挥发混入到环境仓内。同时我们将OMEGA进行24h测量，整个测试过程无需操作人员进行任何操作。利用无线连接功能，可以实验远距离操作和数据传输，完全可以避免操作人员在检测现场吸入危害气体的操作风险。完成测试后，我们以甲醛作为目标测试成分，对比了布鲁克OMEGA 5气体分析仪的测试结果和传统国标方法的测试结果，两者线性关系R＞0.99，数据稳定和一致性均满足使用要求，可见，气体分析仪能够作为甲醛和VOCs的准确定量测试仪器。对于浓度更低的室内气体检测需求，我们可以选择MATRIX MG5 或采用26m光程气体池，多种配置方案可以满足各种测试需求。

下图为本次活动照片。