挥发性有机物监测采样设备的制作方法
【专利摘要】一种挥发性有机物监测采样设备，其包括侦测装置、采样装置、通讯装置以及控制单元。侦测装置为用以侦测环境空气中挥发性有机物的浓度，并据以输出浓度讯号。采样装置为用以采集环境中的气体。通讯装置为用以接收或发送讯息。并且控制单元与侦测装置、采样装置及通讯装置为电性连接。所述挥发性有机物监测采样设备至少具有对环境中的气体进行采样的第一采样模式及第二采样模式；在第一采样模式中，控制单元接收浓度讯号，当浓度讯号满足第一浓度值时，控制单元开启采样装置以采集环境中的气体。在第二采样模式中，当控制单元藉由通讯装置接收到采样讯息时，控制单元开启采样装置以采集环境中的气体。
【专利说明】挥发性有机物监测采样设备
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种采样系统，特别是关于一种挥发性有机物监测采样设备。
【背景技术】
[0002]发明常见的挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)按其化学结构的不同，可以进一步分为八类:烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。VOCs的主要来源燃料燃烧废气、交通运输产生的工业废气、汽车尾气、光化学污染、石油产品、化学溶剂等。其无色且浓度淡时几乎没味道，浓度浓时和石油的臭味相似，须经过检测后才能确定其成分。
[0003]台湾行政院环境保护署环署订定总挥发性有机化合物(TVOC)含量为少于0.56ppm。此ppm级的标准相当微量,很难立即发现VOCs外泄的正确来源地点。当发生VOCs外泄的情形时，往往在稽查人员赶到现场时，臭味已经变淡或消散，现场已无发现污染或异味情事，而无法找到正确的外泄地点来采集VOCs。环保单位在调查外泄状况时很难采集到目标气体，更难以确定是否为VOCs，会造成检测处理进行得不顺利，而无法提交调查报告，无法让民众得到满意的处理回复。
[0004]而且，为厘清污染来源，目前的技术为检测人员至现场以不锈钢采样筒进行采样，并架设简易气象站纪录当时的气象数据，再携回实验室以气相层析质谱分析仪(GC-MS)进行分析，待分析完后才能判断污染物种及可能来源。从采集至检验而得到报告所需的时程难以控制在短时间内完成，效率很低而使灾民终日等待测试结果。
[0005]即使在环境保护署所订定的排放标准、空气污染物申报及相关罚则的施行下，仍有不肖业者为规避自身的环境保护责任，于夜间将未经处理的空气污染物径行由管道排放，导致附近居民闻到阵阵的异味，而向勤务指挥中心提出陈情，当稽查人员获报后必须要赶到现场才能进行采样，效率低而难以立即精确地采集到外泄的VOCs。
[0006]因此，当VOCs外泄时，如何能够在发生地正确且立即采集到VOCs，并且可获知VOCs外泄当下的气象资料是本领域亟欲解决的问题。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种挥发性有机物监测采样设备，可在侦测出VOCs的浓度过高时立刻进行采样，具有采样准确、自动采样且效率高的功效。
[0008]根据本发明人研究的结果，发现一种挥发性有机物监测采样设备可以达成上述目的。即，本发明可提供一种至少包括侦测装置、采样装置、通讯装置以及控制单元的挥发性有机物监测采样设备。侦测装置用以侦测环境空气中挥发性有机物的浓度，并据以输出浓度讯号。采样装置用以采集环境中的气体。通讯装置用以接收或发送讯息。控制单元与侦测装置、采样装置及通讯装置电性连接。所述挥发性有机物监测采样设备至少具有对环境中的气体进行采样的第一采样模式及第二采样模式；在第一采样模式中，控制单元接收浓度讯号，当浓度讯号满足第一浓度值时，控制单元开启采样装置以采集环境中的气体。在第二采样模式中，当控制单元藉由通讯装置接收到采样讯息时，控制单元开启采样装置以采集环境中的气体。
[0009]根据本发明的一实施例，在第一采样模式中，若控制单元依据浓度讯号判断出挥发性有机物的浓度已到达第二浓度值，则经由通讯装置向远程装置发出通报讯息，其中第二浓度值小于第一浓度值。
[0010]根据本发明的一实施例，侦测装置包括挥发性有机物(VOCs)侦测器。
[0011]根据本发明的一实施例，采样装置包括采样管线、采样器、及连接于采样管线及采样器间的开关装置，开关装置受控制单元控制以采集环境中的气体并储存于采样器中。
[0012]根据本发明的一实施例，通讯装置包括无线通信装置。
[0013]根据本发明的一实施例，无线通信装置为行动网络通讯装置。
[0014]根据本发明的一实施例，更包括气象量测单元，其与控制单元电性耦接，用以输出监测采样设备所处环境的气象数据，气象量测单元包括从风向计、风速计、温度计、湿度计及其组合中所选取的至少一种。
[0015]根据本发明的一实施例，控制单元进一步记录气象数据，气象数据报括从风向、风速、温度、湿度及其组合中所选取的至少一种数据。
[0016]根据本发明的一实施例，更包括讯号数据转换器，其电性连接控制单元、侦测装置及气象量测单元，用以至少将浓度讯号或气象数据转换为数字数据以供控制单元处理。
[0017]根据本发明的一实施例，更包括显示面板，其与控制单元电性连接，用以基于至少数字数据以文字或图像方式来呈现监测状态。
[0018]根据本发明的一实施例，控制单元藉由通讯装置向远程装置传送出至少数字数据及监测状态。
[0019]根据本发明的一实施例，更包括外壳，其中至少采样装置、侦测装置及气象量测单元的部分自外壳的表面突出。
[0020]根据本发明的一实施例，外壳具有可移动的箱体形状。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本发明的实施例的挥发性有机物监测采样设备的示意图。
[0023]图2为本发明的挥发性有机物监测采样设备与远程装置间的运作的示意图。
[0024]图3为本发明的另一实施例的挥发性有机物监测采样设备的示意图。
[0025]附图标记说明:
[0026]10,300:挥发性有机物监测采样设备；80:通讯网络；90:远程装置；110、303:侦测装置;120、302:采样装置；130、304:通讯装置;140、305:控制单元;150、306:气象量测单元；302a:采样管线；302b:采样口 ；302c:采样器；302d:开关装置；306a:风向计；306b:风速计；306c:温湿度计；307:讯号数据转换器；308:显示面板；309:储存装置；310:门；311:门位侦测器；312:总电源开关；313:散热装置；314:温度控制器。
【具体实施方式】
[0027]有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如:上、下、左、右、前或后等，仅是用于参照随附图式的方向。因此，所述方向用语仅是用于说明并非是用于限制本发明。
[0028]图1为显示本发明的实施例的挥发性有机物监测采样设备的示意图。如图1所示，挥发性有机物监测采样设备10至少包括侦测装置110、采样装置120、通讯装置130以及控制单元140。侦测装置110用以侦测环境空气中挥发性有机物的浓度，并据以输出浓度讯号。采样装置120用以采集环境中的气体。通讯装置130用以无线或有线方式接收或发送讯息。控制单元140与侦测装置110、采样装置120及通讯装置130电性连接。在本发明的另一实施例中，挥发性有机物监测采样设备10更可包括气象量测单元150，用以输出监测采样设备10所处环境的气象资料。
[0029]此外，挥发性有机物监测采样设备10至少包括第一采样模式及第二采样模式，以对环境中的气体进行采样。第一采样模式是用以使挥发性有机物监测采样设备10依据所侦测到的挥发性有机物的浓度来决定是否要对环境空气进行采样。例如，在第一采样模式中，控制单元140接收浓度讯号，当浓度讯号满足第一浓度值时，控制单元140开启采样装置110以采集环境中的气体；其中例如可以令侦测装置110在所规定的时间间隔内进行侦测。第二采样模式是用以使挥发性有机物监测采样设备10能以远程控制的方式来启动采样。例如，在第二采样模式中，当控制单元140藉由通讯装置130接收到采样讯息时，控制单元140开启采样装置110以采集环境中的气体。例如图2所示，远程装置90透过通讯网络80传送出采样讯息至挥发性有机物监测采样设备10，采样讯息可以任何一种电子讯息来实作，例如是简讯或因特网讯息。
[0030]在一实施例中，更可配置本发明的挥发性有机物监测采样设备10，在第一采样模式中，判断挥发性有机物的浓度是否已达到第二浓度值，从而发出通报讯息。若控制单元140依据浓度讯号判断出挥发性有机物的浓度已到达第二浓度值时，则经由通讯装置130向远程装置90发出通报讯息。本实施可应用在侦测工作实务上，例如第二浓度值为稽核人员评估环境中的气体浓度高达采样警戒的浓度值(即警戒浓度值，H值)；第一浓度值为环境中的气体浓度超过警戒浓度值持续升高达需要进行采的浓度值(即采样浓度值，HH值)，故其中第二浓度值(H值)小于第一浓度值(HH值)。本发明的挥发性有机物监测采样设备10的作动模式可以其他模式呈现，并非限定于此。例如，在第一采样模式中，亦可进一步在采样结束后，发出代表采样结束的通报讯息至远程装置90。又例如，在第二采样模式中，亦可进一步依据一浓度值来判断是否发出通报讯息至远程装置90。
[0031]基于上述挥发性有机物监测采样设备10的架构，更可配置为各种能设置于现场以有效进行挥发性有机物的监测及采样设备。挥发性有机物监测采样设备10亦可实现为可搬动式、可移动式或甚至配置于载具(例如汽车)内，以便监测及采样的进行。然而，本发明并不受限于此。以下将进一步举例说明。
[0032]例如，在本发明的挥发性有机物监测采样设备10中，侦测装置110包括挥发性有机物(VOC)侦测器，例如，红外线气体侦测器、可携式气体侦测器、或固定式气体侦测器。但侦测装置的实现方式，并非限定于此。例如，亦可加设气体分析仪。
[0033]例如，在本发明的挥发性有机物监测采样设备10中，前述采样装置120包括采样管线、采样器、及连接于采样管线及采样器间的开关装置，开关装置受控制单元控制以采集环境中的气体并储存于采样器中。另外，在本发明的挥发性有机物监测采样设备10中可加设平台，用以供采样器放置。开关装置包括阀、泵等装置，举例来说，例如分别可利用电磁阀、真空泵将环境中的气体抽进采样器。但在本发明的实现方式，并非限定于此。采样器可藉由电磁阀或真空泵预先抽真空，以便进行采样。
[0034]例如，在本发明的挥发性有机物监测采样设备10中，通讯装置130包括无线通信装置，亦可包括有线通讯装置。无线通信装置例如为能符合2G、3G或4G等各种行动网络通讯标准的通讯装置。在本发明的实现方式，并非限定于此。例如通讯装置亦可为符合无线网络、蓝牙或其他通讯标准的通讯装置。
[0035]例如，在本发明的挥发性有机物监测采样设备10中，更可包括气象量测单元150，气象量测单元150包括从风向计、风速计、温度计、湿度计及其组合中所选取的至少一种。气象量测单元150与控制单元140电性耦接(如图1所示)，用以输出监测采样设备10所处环境的气象资料。气象数据报括从风向、风速、温度、湿度及其组合中所选取的至少一种数据。控制单元140可至少包括中央处理器、主板、内存、控制模块等组件。然本发明的实施方式，并非限定于此。
[0036]例如，挥发性有机物监测采样设备10，更可包括讯号数据转换器，其电性连接控制单元、侦测装置及气象量测单元。举例来说，例如，讯号数据转换器可采用模拟数字转换、图像数字转换等方式，将来自侦测装置的浓度讯号、或来自气象量测单元的气象数据转换为数字数据(例如浓度数据、风速数据、风向数据、温湿度数据)供控制单元处理。另外，在本发明的挥发性有机物监测采样设备10中可加设储存装置(例如内存、U盘或光驱)来储存所述数字数据，且储存装置可设定每隔一段时间自动储存所述数字数据。然本发明的实施方式，并非限定于此。
[0037]例如，本发明的挥发性有机物监测采样设备10中，更可包括显示面板，其与控制单元140电性连接，用以基于至少数字数据以文字或图像方式来呈现监测状态；用以设定通讯网络、警戒浓度值(H值)及采样浓度值(HH值)等参数，并将此些参数传予控制单元供整合计算。举例来说，例如，设定显示面板的方式可为键盘式、触控式或笔控式。在本发明的领域内，并非仅限定于此而已。
[0038]例如，在本发明的挥发性有机物监测采样设备10中，控制单元140藉由通讯装置130向远程装置90传送出至少数字数据及监测状态。请参照图2来说明本发明的挥发性有机物监测采样设备10与远程装置间的运作。如图2所示，本发明的挥发性有机物监测采样设备10中的控制单元140藉由通讯装置130与通讯网络80取得联络，以传送气体浓度、风速、风向、温湿度等数字数据、及监测状态予远程装置90。举例来说，例如，当侦测到VOCs浓度异常时，可透过通讯网络80发送通报讯息至远程装置90 ;当维护人员认为需要立即进行采样时，远程装置90经由通讯网络80传送采样讯息至通讯装置130，收到采样讯息后可立即进行采样；当断电或门被擅自开启时，通讯装置130可经由通讯网络80发送警报讯息至远程装置90。远程装置90可包括环保单位、维护人员或稽核人员的联络装置，此联络装置可为手机、计算机或无线电装置，则与联络装置联络的通讯网络80对应为手机号码、网络IP地址或无线电波。在本发明的领域内，并非仅限定于此而已。
[0039]以下实施例说明在本发明的挥发性有机物监测采样设备10的各种运作模式中控制单元140所执行的任务。在第一采样模式中，讯号数据转换器会依据预先设定在显示面板中的H值与HH值来判断浓度数据是否超过H值或HH值。当侦测VOC气体而得到浓度数据高达HH值(第一浓度值)时，控制单元140会命令开关装置开启而进行采样。在浓度数据未到达HH值以前，浓度数据会先到达低于HH值的H值(第二浓度值)，控制单元140仅会命令通讯装置透过通讯网络立即发送通报讯息予维护人员的远程装置。
[0040]在第二采样模式中，当通讯装置130透过通讯网络80接收来自远程装置90关于气体外泄的通报讯息，控制单元140会命令开关装置开启而进行采样。
[0041]在故障断电模式中，控制单元140会收到来自总电源开关的断电讯号而命令通讯装置130透过通讯网络80立即发送警报讯息予维护人员的远程装置90。
[0042]在本发明的其他实施例中，本发明的挥发性有机物监测采样设备10亦可于外壳的壁加设门及门位侦测器。在门位异常的模式(例如门被擅自开启时)中，控制单元收到来自门位侦测器的门位讯号而命令通讯装置130透过通讯网络立即发送警报讯息予维护人员的远程装置90。
[0043]例如，在本发明的挥发性有机物监测采样设备10中，更包括外壳，其具有可移动的箱体形状，并具有不锈钢材质；而在本发明的领域内，并非仅限定于此而已，例如在箱体底部或其他地方设置多个轮子、脚垫、滑轨或任何可使箱体具备可移动、可搬动的作用的结构。在本发明的领域内，并非仅限定于此而已。在本发明的挥发性有机物监测采样设备10中，所采样、所侦测及所气象量测的目标气体至少包括外界环境的VOC气体，因此至少对应所利用的采样装置、侦测装置及气象量测单元的部分自外壳的表面突出，以与外界环境接触。另外，在其他实施例中，通讯装置(例如天线之部分)亦自外壳的表面突出，在本发明的领域内，并非仅限定于此而已。
[0044]以下利用一具体实施例来说明，参照图3来说明本发明的另一实施例的挥发性有机物监测采样设备。如图3所示，挥发性有机物监测采样设备300包括外壳301、采样装置302、侦测装置303、通讯装置304、控制单元305、气象量测单元306。其中采样装置302、侦测装置303、通讯装置304及气象量测单元306自外壳的表面突出。采样装置302包括具有采样口 302b的采样管线302a、采样器302c、连接于采样管线302a及采样器302c间的开关装置302d，采样器302c例如为金属材质，例如不锈钢。气象量测单元306包括风向计306a、风速计306b及温湿度计306c。控制单元305与侦测装置303、通讯装置304、讯号数据转换器307、显示面板308及储存装置309电性连接并与气象量测单元306电性耦接。
[0045]在上述实施例中，在外壳301的壁另外架设有门310及门位侦测器311、总电源开关312，门位侦测器311及总电源开关312与控制单元305电性连接。另外，为了避免挥发性有机物监测采样设备内的温度过高，在门310或外壳301的壁加设有散热装置313及温度控制器314。温度控制器314可启动散热装置313，并与控制单元305电性连接，当设备内温度过高而超过警戒温度时，控制单元305可命令总电源开关312关闭。
[0046]如上所述，本发明之相关实施例藉由挥发性有机物监测采样设备，进而监控VOC气体的采样，可达成自动监测采样并实时回报采样讯息之功效，可避免在气体外泄长达一段时间后才进行采样。因此，可提升VOC气体采样的正确性与效率。
[0047]此外，当民众向维护人员陈情某地点发生空气污染事件时，维护人员可依民众所叙述的现场环境情况，斟酌是否以通讯方式启动本发明之挥发性有机物监测采样设备，具有实时并远程遥控的功效。
[0048]综上所述，本发明之内容已以如上之实施例举例说明了，然而本发明并非仅限定于此等实施方式而已。本发明所属【技术领域】中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可再进行各种的更动与修饰；例如，将前述实施例中所例示的各技术内容加以组合或变更而成为新的实施方式，此等实施方式亦当然视为本发明所属内容之一。因此，本案所欲保护之范围亦包括后述之申请专利范围及其所界定之范围。
【权利要求】
1.一种挥发性有机物监测采样设备，其特征在于，包括: 侦测装置，其用以侦测环境空气中挥发性有机物的浓度，并据以输出浓度讯号； 采样装置，其用以采集环境中的气体； 通讯装置，其用以接收或发送讯息；以及 控制单元，其与所述侦测装置、所述采样装置及所述通讯装置电性连接； 其中所述挥发性有机物监测采样设备至少具有对环境中的气体进行采样的第一采样模式及第二采样模式；在所述第一采样模式中，所述控制单元接收所述浓度讯号，当所述浓度讯号满足第一浓度值时，所述控制单元开启所述采样装置以采集所述环境中的气体； 其中在所述第二采样模式中，当所述控制单元藉由所述通讯装置接收到采样讯息时，所述控制单元开启所述采样装置以采集所述环境中的气体。
2.根据权利要求1所述的挥发性有机物监测采样设备，其特征在于，在所述第一采样模式中，若所述控制单元依据所述浓度讯号判断出所述挥发性有机物的浓度已到达第二浓度值，则经由所述通讯装置向远程装置发出通报讯息，其中所述第二浓度值小于所述第一浓度值。
3.根据权利要求1所述的挥发性有机物监测采样设备，其特征在于，所述侦测装置包括挥发性有机物(VOC)侦测器。
4.根据权利要求1所述的挥发性有机物监测采样设备，其特征在于，所述采样装置包括采样管线、采样器、及连接于所述采样管线及所述采样器间的开关装置，所述开关装置受所述控制单元控制以采集所述环境中的气体并储存于所述采样器中。
5.根据权利要求1所述的挥发性有机物监测采样设备，其特征在于，所述通讯装置包括无线通信装置。
6.根据权利要求5所述的挥发性有机物监测采样设备，其特征在于，所述无线通信装置为行动网络通讯装置。
7.根据权利要求1至6中任一据权利要所述的挥发性有机物监测采样设备，其特征在于，更包括气象量测单元，其与所述控制单元电性耦接，用以输出所述监测采样设备所处环境的气象资料，所述气象量测单元包括从风向计、风速计、温度计、湿度计及其组合中所选取的至少一种。
8.根据权利要求5所述的挥发性有机物监测采样设备，其特征在于，所述控制单元进一步记录所述气象数据，所述气象数据报括从风向、风速、温度、湿度及其组合中所选取的至少一种数据。
9.根据权利要求8所述的挥发性有机物监测采样设备，其特征在于，更包括讯号数据转换器，其电性连接所述控制单元、所述侦测装置及所述气象量测单元，用以至少将所述浓度讯号或所述气象数据转换为数字数据以供所述控制单元处理。
10.根据权利要求9所述的挥发性有机物监测采样设备，其特征在于，更包括显示面板，其与所述控制单元电性连接，用以基于至少所述数字数据以文字或图像方式来呈现监测状态。
11.根据权利要求9所述的挥发性有机物监测采样设备，其特征在于，所述控制单元藉由所述通讯装置向所述远程装置传送出至少所述数字数据及所述监测状态。
12.根据权利要求7所述的挥发性有机物监测采样设备，其特征在于，更包括外壳，其中至少所述采样装置、所述侦测装置及所述气象量测单元的部分自所述外壳的表面突出。
13.根据权利要求12所述的挥发性有机物监测采样设备，其特征在于，所述外壳具有可移动的箱体形状。
【文档编号】G01N33/00GK104374611SQ201410618044
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】江嘉凌, 杨俊铭, 钟文舜 申请人:思维环境科技有限公司