Een online monitor voor vluchtige organische stoffen (VOC's) is een apparaat dat wordt gebruikt om de concentratie van vluchtige organische stoffen (VOC's) in het milieu te detecteren en te monitoren. Het wordt veel gebruikt op gebieden zoals monitoring van luchtverontreiniging, monitoring van industriële emissies en milieubescherming. VOS zijn een klasse van vluchtige, gemakkelijk verdampte organische verbindingen die bij kamertemperatuur als gassen voorkomen. Deze stoffen vormen potentiële gevaren voor de luchtkwaliteit en de menselijke gezondheid, waardoor VOS-monitoring uiterst belangrijk is.
Algemene principes voor online VOC-monitors zijn onder meer foto-ionisatiedetectie (PID), niet-gedeutereerd infrarood (NDIR) en elektrochemische detectie.
1. Foto-ionisatiedetectie (PID)
Foto-ionisatiedetectie is momenteel de meest gebruikte methode in online VOC-monitoren. Het principe is als volgt:
Werkingsprincipe: Het PID-principe houdt in dat een gasmonster wordt bestraald met ultraviolet licht van een UV-lichtbron (zoals een deuteriumlamp). VOC-moleculen worden opgewonden door het UV-licht, waardoor ze elektronen ioniseren en vrijgeven. Het aantal ionen in het gas is evenredig met de VOS-concentratie. Ionen worden geleid door een elektrisch veld en geregistreerd door een detector (meestal een galvanometer), die de VOC-concentratie levert.
Voordelen: Hoge gevoeligheid, in staat om lage concentraties VOS te detecteren. Bovendien is het toepasbaar op een breed scala aan organische verbindingen, en kan PID de meeste vluchtige organische verbindingen detecteren.
Nadelen: Omgevingsfactoren worden aanzienlijk beïnvloed door vochtigheid en temperatuur en kunnen de meetresultaten vertekenen. Bovendien kan het geen onderscheid maken tussen verschillende VOC-typen, maar alleen de totale hoeveelheid detecteren, en kan het geen nauwkeurig onderscheid maken tussen individuele VOC's.
2. Niet-dispersieve infraroodabsorptie (NDIR)
De NDIR-methode bepaalt de VOS-concentratie door de absorptie van infrarood licht van een specifieke golflengte door gasmoleculen te meten. Het principe is als volgt:
Werkingsprincipe: VOC-moleculen absorberen infrarood licht van een specifieke golflengte. Het instrument maakt gebruik van een infraroodlichtbron om een lichtstraal met een specifieke golflengte uit te zenden, die door het gasmonster gaat. De straal gaat vervolgens door de detector, waar de intensiteit van de absorptie wordt gemeten. De mate van absorptie is evenredig met de gasconcentratie. NDIR wordt veel gebruikt om componenten zoals CO₂ en CH₄ in organische gassen te detecteren.
Voordelen: Snelle responstijd, geschikt voor online monitoring. Goede stabiliteit en aanzienlijk onaangetast door omgevingsfactoren.
Nadelen: Kan alleen specifieke gassen en bepaalde vluchtige organische stoffen detecteren, niet alle VOS. Beperkte resolutie, waardoor het moeilijk is om gassen met vergelijkbare concentraties te onderscheiden.
3. Elektrochemische detectie
Elektrochemische detectie is een VOC-meetmethode gebaseerd op het principe van elektrochemische reactie. Het principe is als volgt:
Werkingsprincipe: Gas passeert een elektrochemische sensor, waar het reageert met elektroden, waardoor een stroom- of spanningsverandering ontstaat. De grootte van de stroom is evenredig met de gasconcentratie. Elektrochemische sensoren hebben over het algemeen een hoge selectiviteit en kunnen onderscheid maken tussen verschillende soorten VOS.
Voordelen: Hoge gevoeligheid, in staat om lage concentraties VOS te detecteren. Bovendien zijn elektrochemische sensoren, vergeleken met andere methoden, goedkoper.
Nadelen: Trage reactie, niet zo snel als methoden zoals PID. Bovendien hebben elektrochemische sensoren een beperkte levensduur en moeten ze regelmatig worden vervangen.
Verschillende VOC-detectoren gebruiken verschillende detectieprincipes, elk met zijn eigen voor- en nadelen. In praktische toepassingen hangt de keuze van het principe vooral af van de monitoringvereisten, zoals het type gemonitorde stof, gevoeligheidsvereisten, responstijd en kosten.