MICROANALYTICAL SYSTEM FOR INDOOR VOC MONITORING
用于室内 VOC 监测的微量分析系统
基本信息
- 批准号:6344516
- 负责人:
- 金额:$ 17.94万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:1998
- 资助国家:美国
- 起止时间:1998-09-30 至 2002-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
DESCRIPTION: The development of a high-performance, hand-held
microanalytical system capable of on-site identification and quantification
of low-/sub-ppb concentrations of volatile organic compounds of
anthropogenic and microbial origin (VOCs and MVOCs) encountered in
nonindustrial indoor working environments is proposed. Advanced strategies
for sample collection, component separation, and detection will be
incorporated into a fieldable instrument about the size of a notebook
computer. It will employ a thermally modulated dual-bed mini
preconcentrator for vapor collection, a tunable, high-speed separation
module, and an integrated array of micromachined flexural-plate-wave (FPW)
sensors for vapor recognition and quantification. The preconcentrator will
partition captured vapors onto two separate porous-polymer adsorbent beds in
series, according to vapor pressure and affinity for the adsorbent, and then
thermally desorb them sequentially in sharp, discrete pulses. A series of
two short, high-resolution micro capillary columns, each coated with a
different stationary phase, will be used for separating mixture components.
The column temperature will be rapidly adjusted for each preconcentrated
fraction. A pressure modulation valve at the juncture of the two columns
will permit preprogramed "tuning" of retention and separation, with a
complete multi-component mixture separation performed in <60 sec for each
preconcentrated fraction. An integrated array of six partially selected
polymer-coated FPW sensors will provide multi-channel detection
capabilities. Artificial neural networks will be used to identify and
discriminate among vapors from their response patterns and retention times.
Concentration-time analytical profiles for mixtures of up to 30 VOCs will be
obtainable at measurement intervals as short as 7-10 min and stored in an
embedded computer for subsequent data extraction and archiving.
Physicochemical and statistical models of preconcentration, separation, and
sensor responses will be used to optimize system operating parameters and to
predict performance for any potential exposure scenario. Laboratory testing
will demonstrate the capability for continuous measurement of complex vapor
mixtures. The analytical power and versatility embodied in this system
represent a significant advancement over the current state-of-the-art in
vapor monitoring instruments. Dramatic reductions in the time cost of
analyses of indoor VOCs and MVOCs will be realized, obviating the need for
conventional sorbent-tube/GC-MS sampling and analysis for routine
monitoring. This, in turn, will facilitate the assessment of exposure
distributions and the implementation of rational intervention strategies to
address indoor environmental quality problems.
描述: 开发一款高性能手持式
能够进行现场鉴定和定量的微量分析系统
低/亚 ppb 浓度的挥发性有机化合物
人为和微生物来源(VOC 和 MVOC)
建议采用非工业室内工作环境。 高级策略
用于样品采集、成分分离和检测
集成到笔记本大小的现场仪器中
电脑。 它将采用热调节双床迷你
用于蒸汽收集的预浓缩器,可调节的高速分离
模块和微机械弯曲板波 (FPW) 集成阵列
用于蒸气识别和量化的传感器。 预浓缩器将
将捕获的蒸气分配到两个独立的多孔聚合物吸附床上
系列,根据蒸气压和吸附剂的亲和力,然后
以尖锐、离散的脉冲顺序将它们热解吸。 一系列
两个短的高分辨率微毛细管柱,每个柱都涂有
不同的固定相将用于分离混合物组分。
柱温将针对每个预浓缩快速调节
分数。 两根柱子连接处的压力调节阀
将允许对保留和分离进行预编程“调整”,
每种多组分混合物在 60 秒内完成分离
预浓缩部分。 六个部分选择的集成阵列
聚合物涂层 FPW 传感器将提供多通道检测
能力。 人工神经网络将用于识别和
根据蒸气的响应模式和保留时间来区分蒸气。
最多 30 种 VOC 混合物的浓缩时间分析曲线将
可在短至 7-10 分钟的测量间隔内获得并存储在
嵌入式计算机用于后续数据提取和归档。
预浓缩、分离和分离的物理化学和统计模型
传感器响应将用于优化系统运行参数并
预测任何潜在暴露场景的性能。 实验室测试
将展示连续测量复杂蒸汽的能力
混合物。 该系统体现的分析能力和多功能性
代表了当前最先进技术的重大进步
蒸气监测仪器。 大大降低了时间成本
实现室内VOCs和MVOCs分析,无需
常规吸附管/GC-MS 采样和分析
监控。 反过来,这将有助于评估暴露情况
分配和实施合理的干预策略
解决室内环境质量问题。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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