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研究生: 馮亭揚
Feng, Ting-Yang
論文名稱: 多點同步低濃度室內氨氣偵測系統與非冷凝式氣體濃縮進樣系統開發
The Development of Multi-point Synchronous Low Concentration Indoor Ammonia Detection System and Cryo-free Preconcentration System
指導教授: 呂家榮
Lu, Chia-Jung
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2019
畢業學年度: 107
語文別: 中文
論文頁數: 86
中文關鍵詞: 氨氣傳感器多點測量非冷凝前濃縮系統
英文關鍵詞: Ammonia sensor, Multi-point measurement, Cryo-free preconcentration system
DOI URL: http://doi.org/10.6345/NTNU201900218
論文種類: 學術論文
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  • 本論文研究共分兩個部分,其一是承接「低濃度室內環境氣體偵測儀器」的開發,對原型機的性能進行改良與提升,經由電路、程式與傳感器電源供應更改為脈衝電流的方式、校正方式更改成單點校正,提升了整體的實用性,能夠穩定的達到4小時的連續量測,配合國立交通大學光電所提供的氨氣傳感器,以師大分部理學院廁所、木柵市場,進行實地的量測與分析,在廁所的部分,得出400 ppb氨濃度為廁所的背景氨濃度,濃度經由使用頻率上升而增加,在晚間8點過後的離峰時段普遍低於400 ppb的水平,市場部份於木柵市場二樓的魚攤區域進行測量,得到普遍氨濃度落在500 ppb到700 ppb之間,且經由單機台多點測量,證實了改良機對於環境濃度的空間變化具有一定的敏感性。
    此外配合實驗室的GC/MS,架設非冷凝前濃縮系統,藉由填充吸附劑前濃縮管的輔助,能偵測到環境中數百ppt濃度的目標VOCs,提升實驗室內GC/MS的實用性。

    This study continues the development of "Low-concentration indoor ammonia detection prototype" ,and improve the performance of the instrument by changing the design of the circuit and program. Using pulse power instead of DC power to provide the ammonia sensor, greatly improving the lifetime of sensor.
    This study is measured in the Mucha fish market and the male toilet. In the toilet, we measured an average ammonia concentration of 400 ppb, and after 8:00 pm, the ammonia concentration was generally lower than 400 ppb, indicating that the frequency of use of the toilet was greatly reduced, the average ammonia concentration was observed in the fish market from 500 ppb to 700 ppb, and by the multi-point measurement, proved that the instrument has immediate and accurate observation of concentration changes.
    In addition, by establishing a cryo-free preconcentration system, it is possible to detect VOCs in the environment with concentrations of hundreds of ppt. With the help of this system, increased diversity of samples that can be detected by GC/MS

    中文摘要 I Abstract II 目錄 III 圖目錄 VI 表目錄 XI 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 環境中的氨 3 1.2.1 環境中氨的汙染來源 3 1.2.2 氨對人體的危害 6 1.3 台灣現行氨標定方法 8 1.4 原型機開發 11 1.5 有機半導體傳感器介紹 15 1.5.1 傳感器材料特性 15 1.5.2 傳感器應用實例 17 1.6 吸附理論 21 1.6.1 前濃縮法 21 1.6.2 吸附劑 22 第二章 實驗部分 23 2.1 實驗藥品與儀器 23 2.1.1 實驗藥品 23 2.1.2 實驗儀器與器材 24 2.2 原型機程式改良 26 2.3 電路硬體改良 29 2.3.1 脈衝電源控制 29 2.3.2 電磁閥問題改善 29 2.3.3 訊號收取電路 30 2.3.4 流道與機體設計 31 2.4 生成系統建立 34 2.4.1 生成系統改良 34 2.4.2 鋼瓶校正方式改良 35 2.5 前濃縮系統建立 38 2.5.1 前濃縮系統流程 39 2.5.2 前濃縮系統軟體控制 40 2.5.3 六向閥狀態 42 2.5.4 溫度控制 43 2.5.5 流量控制 43 2.6 前濃縮管製備 46 第三章 結果與討論 51 3.1 數據處理 51 3.2 供電方式對訊號的影響 54 3.3 改良機檢量線 57 3.4 改良機性能測試 59 3.4.1 機台間差異 59 3.4.2 機台壽命測量 60 3.4.3 濕度測試 62 3.5 前濃縮倍率測試 63 3.6 實地測量 66 3.6.1 廁所採樣 66 3.6.2 市場採樣 72 (一) 單點改良機採樣 72 (二) 單台改良機移動採樣 75 (三) 前濃縮採樣 78 第四章 結論 81 參考資料 83

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