专利名称：一种烟气汞在线监测仪器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种烟气汞在线监测仪器，具体涉及烟气汞在线监测仪器的方法和结构。
背景技术：
伴随着工业的发展，汞的用途越来越广，生产量急剧增加，从而使大量的汞随着人类活动而进入环境。主要包括施用含汞农药和含汞污泥肥料；汞矿的开采、冶炼；含汞废水灌溉；城市垃圾、废物焚烧等等。人类活动造成水体汞污染，主要来自氯碱、塑料、电池、电子等工业排放的废水。而排向大气和土壤的也将随着水循环回归入水体。据报道，汞被联合国环境规划署列为全球性污染物，是除了温室气体外唯一一种对全球范围产生影响的化学物质。因国内对烟气排放汞监测才开始，目前国内现有技术是利用富集材料(如活性炭)将烟气中的汞扑捉富集，再加热释放出来，由载气带入到汞分析仪进行检测并输出结果。方法耗时费力。中国专利201110457505. 7“一种烟气汞排放监测系统和方法”，提供了一种用催化反应器将烟气中的氧化态汞催化还原为元素态汞，经冷凝，除湿，再测定其对紫外光线的吸收度，根据吸收度计算汞浓度的方法。但该方法采用双光路设计，结构复杂，容易弓I起光路漂移。
发明内容
本发明的目的是设计一种烟气汞在线监测仪器，通过特殊的光路结构，能实现低成本、高精度、高灵敏度的在线烟气汞仪器监测。本发明提出的一种烟气汞在线监测仪器，由触摸屏显示系统、CPU控制系统、检测系统、进样系统和吸收塔组成，所述的触摸屏显示系统完成数据显示、数据计算以及和CPU控制系统进行通讯，所述的CPU控制系统进行一系列进样、气泵和AD采集等动作，所述的检测系统完成汞蒸气的吸收检测，所述的进样系统完成烟气和零气的切换进样，所述的吸收塔完成样气中汞的吸收。仪器检测采用冷原子吸收光谱法光度法。如上所述的触摸屏显示系统由ARM 7寸触摸屏组成，完成CPU控制板控制和485信号输出；如上所述的CPU控制系统由C8051单片机、AD转换电路、串口通讯电路和信号采集电路组成，实现仪器流程控制；如上所述的检测系统由汞灯、汞灯电源、左透镜、吸收管、右透镜和光电池组成，左透镜、吸收管与右透镜位于一条中心线上，透镜为平凸透镜，汞灯电源设置于汞灯后端，主要作用是给汞灯供电，吸收管置于左透镜和右透镜之间，光电池置于右透镜右边，光电池为254nm滤光片与光电检测管封装在一起的圆形器件.汞灯光线穿过左透镜、吸收管和右透镜进入光电池。如上所述的进样系统由烟气管道、切换阀、切换阀驱动器、净化塔、流量计、气泵和气泵驱动器组成，烟气通道位于切换阀的常开通道，净化塔连接在切换阀的常闭通道，切换阀驱动器用于驱动切换阀，流量计设置于气泵与吸收管之间，气泵位于流量计与吸收塔之间，气泵的进气口连接于吸收管上，气泵驱动器用于驱动气泵，切换阀完成烟气与零气的切换，零气由空气通过净化塔产生。如上所述的吸收塔内部填充了碘化活性炭颗粒，其入口端连接于气泵的出气口。本发明具有以下特点通过进样结构，能实现在线零气校准，减少零点漂移带来的系统误差；通过检测系统中的左右透镜，可以将汞灯发出的光很好地聚焦到吸收管中，可以极大提高检测的灵敏度；烟气中的汞经过检测系统后通过吸收塔，能有效地吸收汞，避免汞逃逸到环境中，减少对环境的污染；触摸屏显示系统采用ARM结构，具有能耗低、稳定性好等特点。适用于各种烟气中汞的实时监测。
图1是本发明的一种烟气汞在线监测仪器原理中，1-触摸屏显示系统，2-吸收管，3-左透镜，4-汞灯，5-汞灯电源，6-烟气管道，7-切换阀，8-切换阀驱动器，9-净化塔，10-吸收塔，11-气泵驱动器，12-气泵，13-流量计，14-光电池，15-右透镜，16-CPU控制系统
具体实施例方式如图1所示，本发明实施案例提供一种烟气汞在线监测仪器，由触摸屏显示系统、CPU控制系统、检测系统、进样系统和吸收塔组成，所述的触摸屏显示系统完成数据显示、数据计算以及和CPU控制系统进行通讯，所述的CPU控制系统进行一系列进样、气泵和AD采集等动作，所述的检测系统完成汞蒸气的吸收检测，所述的进样系统完成烟气和零气的切换进样，所述的吸收塔完成样气中汞的吸收。本发明所述的触摸屏显示系统由ARM 7寸触摸屏组成，完成CPU控制板控制和485信号输出；本发明所述的CPU控制系统由C8051单片机、AD转换电路、串口通讯电路和信号采集电路组成，实现仪器流程控制；本发明所述的检测系统由汞灯4、汞灯电源5、左透镜3、吸收管2、右透镜15和光电池14组成，左透镜、吸收管与右透镜位于一条中心线上，透镜为平凸透镜，汞灯电源5设置于汞灯4后端，主要作用是给汞灯4供电，吸收管2置于左透镜3和右透镜15之间，光电池14置于右透镜15右边,光电池为254nm滤光片与光电检测管封装在一起的圆形器件.萊灯光线穿过左透镜3、吸收管2和右透镜15进入光电池14。本发明所述的进样系统由烟气管道6、切换阀7、切换阀驱动器8、净化塔9、流量计13、气泵12和气泵驱动器11组成，烟气通道6位于切换阀7的常开通道，净化塔9连接在切换阀7的常闭通道，切换阀驱动器8用于驱动切换阀7，流量计13设置于气泵12与吸收管2之间，气泵12位于流量计与吸收塔之间，气泵的进气口连接于吸收管2上，气泵驱动器11用于驱动气泵12。切换阀完成烟气与零气的切换，零气由空气通过净化塔产生。本发明所述的吸收塔10内部填充了碘化活性炭颗粒，其入口端连接于气泵12的出气口。
本发明的一种烟气汞在线监测仪器监测流程为在触摸屏显示系统发送测试命令给CPU控制系统，启动气泵，将烟气经过切换阀输送到吸收管中，利用烟气中的汞蒸气在254nm光下有强烈吸收的光学反应，通过光电池检测光信号的吸收强度E1，然后将切换阀切换到零气通道，汞尾气导入吸收塔将汞吸收，读取零气的吸收光度E0，与El计算出吸光度，根据烟气中汞蒸气的浓度与吸光度成正比的关系，计算出烟气汞的浓度。
权利要求
1.一种烟气汞在线监测仪器，其特征在于，由触摸屏显示系统、CPU控制系统、检测系统、进样系统和吸收塔组成，触摸屏显示系统完成数据显示、数据计算以及和CPU控制系统进行通讯，CPU控制系统进行一系列进样、气泵和AD采集动作，检测系统完成汞蒸气的吸收检测，进样系统完成烟气和零气的切换进样，吸收塔完成样气中汞的吸收。
2.根据权利要求1所述的一种烟气汞在线监测仪器，其特征在于，所述的触摸屏显示系统由ARM 7寸触摸屏组成，完成CPU控制板控制和485信号输出。
3.根据权利要求1所述的一种烟气汞在线监测仪器，其特征在于，所述的CPU控制系统由C8051单片机、AD转换电路、串口通讯电路和信号采集电路组成，实现仪器流程控制。
4.根据权利要求1所述的一种烟气汞在线监测仪器，其特征在于，所述的检测系统由汞灯、左透镜、吸收管、右透镜和光电池组成，左透镜、吸收管与右透镜位于一条中心线上， 透镜为平凸透镜，光电池为254nm滤光片与光电检测管封装在一起的圆形器件。
5.根据权利要求1所述的一种烟气汞在线监测仪器，其特征在于，所述的进样系统由气泵、流量计和切换阀组成，气泵位于流量计与吸收塔之间，切换阀完成烟气与零气的切换，零气由空气通过净化塔产生。
6.根据权利要求1所述的一种烟气汞在线监测仪器，其特征在于，所述的吸收塔内部填充了碘化活性炭。
全文摘要
本发明涉及了一种烟气汞在线监测仪器，属于环境监测技术领域。该仪器由触摸屏显示系统、CPU控制系统、检测系统、进样系统和吸收塔组成，所述的触摸屏显示系统完成数据显示、数据计算以及和CPU控制系统进行通讯，所述的CPU控制系统进行一系列进样、气泵和AD采集等动作，所述的检测系统完成汞蒸气的吸收检测，所述的进样系统完成烟气和零气的切换进样，所述的吸收塔完成样气中汞的吸收。本发明能连续在线监测烟气中汞的浓度，具有高精度、高灵敏度、高效率等特点，适用于各种烟气中汞的实时监测。
文档编号G01N21/31GK102998268SQ201210491368
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者王昕竑, 赵文峰, 郭炜, 胡刚, 农永光 申请人:中科天融(北京)科技有限公司