用于周围环境空气监测和主动控制与响应的实时现场气体分析网络的制作方法_2

文档序号:9493541阅读:来源:国知局
GD6可帮助评定是否有任何污染物逸出设施并且因此过滤器F6是否需要更换。MGD (例如MGD5)可位于建筑物202内部,例如在空气从通风控制系统穿过空气入口进入建筑物202的位置处或附近。过滤器F5可经定位以从进入建筑物202的外部空气过滤污染物,并且MGD5可有助于评定任何污染物是否进入设施并且因此过滤器F5是否需要更换。
[0029]在所阐释实施例中,每一 MGD耦合到相应空气过滤器,此意指MGD与过滤器之间存在一对一对应:MGD1耦合到过滤器F1,MGD2耦合到过滤器F2,等等。但在其它实施例中,对应可为多对一而非一对一:每个过滤器可存在一个以上MGD,或每个MGD可存在一个以上过滤器。如在系统200中,在系统225中,MGD可任选地与风速计配对,如所示一对一对应或MGD与风速计或风速计与MGD多对一对应。
[0030]在系统225中,每一MGD可监测穿过相应过滤器的空气的输出质量。当在任一MGD上污染物(例如,挥发性有机化合物或V0C)的浓度超出阈值时,至少能够确定特定过滤器不再令人满意地过滤并且需要更换。此方法将大大降低不需要的过滤器更换并且因此最小化更换成本。
[0031]图2C图解说明室内应用的环境监测和控制系统250的另一实施例。系统250在大多数方面与系统200的特征和功能类似。系统250与200之间的主要差异在于在系统250中,每一 MGD包含多个延伸到MGD的个别区的不同位置的取样管。例如,MGD 4包含多个取样管252,其一端耦合到MGD4并且其另一端、也就是穿过其抽吸空气的取样端延伸远离MGD4。在系统250的所阐释实施例中,每一 MGD耦合到6个取样管,但在其它实施例中,每一 MGD可耦合到更多或更少取样管,并且每一 MGD无需具有相同数目的取样管。
[0032]每一取样管252还可包含VOC或气体取样器,例如吸收剂捕集器254,通过取样管采集的空气可穿过其流动。此方法允许于具有较高空间覆盖密度的更特定位置处对空气取样。试样米集和分析可为多种方式。在MGD4中,每一取样管252包含吸收剂捕集器,但在其它实施例中,并非所有都可包含吸收剂捕集器,或管根本不可包含吸收剂捕集器。此外,每一 MGD无需包含吸收剂捕集器,并且如果MGD包含吸收剂捕集器,则无需包含与其它MGD相同数目的吸收剂捕集器。
[0033]对于无吸收剂捕集器254的实施例来说,可通过从所有管同时采集空气进行空气取样并且通过MGD对其进行分析,所述MGD将提供由一个MGD覆盖的区域的整体污染物浓度。在另一方式中,对于每一取样管,空气取样和分析可串联进行(例如,对I号管取样并且分析以确定I号取样管位置处的污染物浓度,并且对其它取样管进行重复),此将提供每一特定位置处的更详细污染物浓度。对于具有吸收剂捕集器254的实施例来说,空气取样可与通过每一吸收剂捕集器单独收集污染物同时进行。随后可使每一吸收剂捕集器中的污染物解吸到MGD用于单独分析的依序分析。
[0034]图3A图解说明室外监测和控制系统300的实施例,所述系统可用于诸如石油化学工厂和钢焦炉等应用。系统300在大多数方面与系统200的特征和功能类似:多气体分析装置和风速计位于不同位置处以形成即时气体分析网络以监测气体浓度和空气流速或风速和其方向。气体分析装置和/或风速计连接到控制器/服务器/信息中心用于即时数据通信和控制。
[0035]在系统300中,一或多个多气体分析装置(还称作多气体检测器或MGD)安装于围绕室外设施(例如石油化学工厂)的所关注区302内的位置处。工艺设施1-5位于所关注区302内。在其它实施例中,当然,可存在比所展示多或少的工艺设施,并且工艺设施的定位与所展示可不同。
[0036]在所阐释实施例中,MGD位于相关区域或所关注区302内的工艺设施附近,MGD1-5在工艺设施1-5附近。只要其定位,MGD可垂直位于从地板到工艺设施上方的一定高度的任何位置,并且给定区302中的所有M⑶都可具有(但无需具有)相同垂直定位。MGD(例如MGD6)可位于所关注区302外部。如果所关注区302内部的MGD (MGD1-MGD5)检测所关注区内部的污染,则外部MGD6可有助于评定任何污染物从所关注区移出。系统300中所用的MGD可具有与系统200中所用的MGD相同的特性和能力。
[0037]相关区域302中可任选地安装一或多个风速计以获得关于区域内的空气流速、速度和方向以及空气的其它特性(例如温度、湿度和压力)的信息。在所阐释实施例中,每一MGD与风速计配对并且MGD与风速计之间存在一对一对应(也就是,每一 MGD具有相应风速计)。举例来说,MGDl与风速计Al配对,MGD2与风速计A2配对,等等。但在系统200的其它实施例中,多气体检测器与风速计之间的对应可为多对一,而非一对一。多对一对应可存在两种方式:在一些实施例中,每一 MGD可与多个风速计配对,但在其它实施例中,每一风速计可与多个MGD配对。
[0038]在所阐释实施例中,每一 MGD具有附近风速计,以使每一风速计测量紧靠其相应MGD附近的空气速度、方向等。但在其它实施例中,此无需为以下情形:风速计(如果存在)可远离MGD定位,以使其在除紧靠MGD附近外的位置处测量速度、方向等。
[0039]多气体检测器MGD1-MGD6和风速计A1-A6 (如果存在)通过有线或无线通信以通信方式耦合到数据/控制中心。所有MGD和风速计(如果存在)无需以相同方式以通信方式耦合到数据/控制中心;一些可通过线以通信方式耦合,其它无线耦合。通过将MGD和风速计以通信方式耦合到数据中心,仪器可提供具有即时数据和更新的数据和控制中心。
[0040]如在系统200中,数据和控制中心中的一或多个服务器采集并分析MGD和风速计的读数以确定所关注区内的不同位置处的即时现场气体浓度并且提供信息分析、数据存储和相应终端系统回馈和控制。控制中心分析网络中的分布装置的气体浓度数据以及空气流速或风速和周围障碍物(或形貌)并衍生整个所关注区域的即时气体浓度分布地图。数据中心可确定是否存在污染物的异常增加或气体泄漏并且可触发即刻警报并且进一步鉴别(例如)可能引起空气质量变化的机器或管的位置。控制中心可确定周围环境空气质量并且还鉴别气体泄漏的位置和其是否在所关心区域内,此又防止假警报。
[0041]除以通信方式耦合到MGD和风速计(如果存在)夕卜,数据和控制中心还可通过有线或无线连接以通信方式耦合到区域302内的工艺设施1-5,并且可另外以通信方式耦合到紧急响应组。如在系统200中,在系统300中,控制中心还可以通信方式耦合到建筑物202内的工艺设施210和212或工艺设施内的元件(从其发生气体泄漏)并且关闭系统以减少或停止泄漏。举例来说,控制中心可连接并且可将经确定不合格的设施或系统(远程)调节回其最佳情况以产生最佳工艺产率。
[0042]控制中心可与紧急响应系统连接并且提供即刻警报和相应行动。数据和控制中心随后可通知响应组并且将其引导到污染来源的位点。相应行动组可派遣人员到异常气体喷发的位点以进一步测试并确认,随后可将所述测试和确认返回到控制中心用于闭合环路数据分析验证和改良。
[0043]利用制造工厂的不同位置或所关注位置处的即时现场气体浓度,数据中心可基于风信息和建筑物/障碍物或周围形貌连续确定同步气体分布并且确定是否存在特定气体的任何异常增加或危险气体泄漏。对于特定气体的异常增加(其可对应于制造效率降低,如通过数据中心所鉴定),控制中心可直接控制特定设施操作以确保系统回复最佳情况。对于特定气体的异常增加(其可对应于危险气体泄漏),控制中心可基于气体浓度分布数据地图鉴别气体泄漏的位置或来源并且随后提供必需警报并且将响应组引导到问题位点。
[0044]图3B图解说明室外应用的环境监测和控制系统350的另一实施例。系统350在大多数方面与系统300的特征和功能类似。系统350与300之间的主要差异在于在系统350中,每一 MGD包含多个取样管,其可延伸到与MGD相关联的工艺设施中或其附近。例如,MGD2包含多个取样管352,其一端耦合到MGD2并且其另一端、也就是穿过其抽吸空气的取样端延伸到工艺设施2中或其附近。在系统350的所阐释实施例中,MGD2耦合到3个取样管,但每一 MGD可耦合到更多或更少取样管,并且系统350中的每一 MGD无需具有相同数目的取样管。
[0045]每一取样管352还可包含VOC取样器,例如吸收剂捕集器354,通过取样管采集的空气可穿过其流动。此方法允许于具有较高空间覆盖密度的更特定位置处对空气取样。试样米集和分析可为多种方式。在MGD4中,每一取样管352包含吸收剂捕集器,但在其它实施例中,并非所有都可包含吸收剂捕集器,或管根本不可包含吸收剂捕集器。此外,每一 MGD无需包含吸收剂捕集器,并且如果MGD包含吸收剂捕集器,则无需包含与其它MGD相同数目的吸收剂捕集器。
[0046]对于无吸收剂捕集器354的实施例来说,可通过从所有管同时采集空气进行空气取样并且利用MGD对其进行分析;此将提供由一个MGD覆盖的区域的整体污染物浓度。在另一方式中,对于每一取样管,空气取样和分析可串联进行(例如,对I号管取样并且分析以确定I号取样管位置处的污染物浓度,并且对其它取样管进行重复),此将提供每一特定位置处的更详细污染物浓度。对于具有吸收剂捕集器354的实施例来说,空气取样可与通过每一吸收剂捕集器单独收集污染物同时进行。随后可使每一吸收剂捕集器中的污染物解吸到MGD用于单独分析的依序分析。
[0047]图4图解说明用于设定并操作气体分析系统(例如系统200和300)的工艺400的实施例。所述设置可适于靶向周围环境空气监测和控制以达成最佳制造效率和产率输出以及过量废副产物耗尽或毒性气体泄漏警报的以下工业(但不限于所述工业):半导体制造工厂、显示器制造、PCB工厂、钢焦炉工厂和石油化学工厂。
[0048]所述工艺始于方块4
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