挥发性有机物在线监测系统的制作方法

文档序号:10854510阅读:517来源:国知局
挥发性有机物在线监测系统的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种挥发性有机物在线监测系统,包括:采样探头、伴热管、预处理系统、监测主机、采样管路、载气管路、载气气源、燃气气源、助燃气气源和数据处理显示单元,其中,采样探头与预处理系统通过伴热管相连接;预处理系统分别与采样探头和监测主机相连接;监测主机分别与预处理系统、载气气源、燃气气源、助燃气气源和数据处理显示单元相连接;载气气源与监测主机相连接;燃气气源与监测主机相连接;助燃气气源与监测主机相连接;数据处理显示单元与监测主机相连接。本实用新型对于苯系物最长15分钟得到一组采样数据,具有较高的时间分辨率,其运行和维护成本低,可操作性强,特别适合固定源排放的挥发性有机物的连续自动在线检测。
【专利说明】
挥发性有机物在线监测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及气体监测技术领域,具体地说,是涉及一种能够连续在线监测挥发性有机物浓度的系统。
【背景技术】
[0002]按照世界卫生组织的定义,挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是指沸点在50—250 °C、室温下饱和蒸气压超过133.32Pa、在常温下以蒸气形式存在于空气中的一类有机物。VOCs具有较宽的极性和浓度范围,在一定的浓度下对人体有致癌、致畸、致突变以及引发白血病的危险。VOCs是光化学烟雾的决定性前体物,也是PM2.5的主要前体物。可靠的VOCS测量数据是研究其对环境和人类健康影响的基础。由于监测到的VOCs受源变化、化学反应过程以及采样时间和持续时间等因素的影响。所以,只有通过长期连续的监测才能揭示出VOCs浓度水平变化的特征和一般趋势,为环境控制提供科学依据。
[0003]目前应用最广泛的VOCs采样方法为不锈钢罐采样、吸附剂采样、气袋采样以及低温冷凝法采样。采集的样品必须经过固相萃取、溶剂解析、低温预浓缩热解析等方法进行与处理。样品分析主要依靠气象色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱、荧光分光光度法等。现有技术中,对VOCs的监测仍然存在以下问题:
[0004]I)目前的各种采样方法在采样的过程中均存在一定的缺陷,例如:气袋采样由于内壁存在吸附和解析效应,现在已不多用;不锈钢采样罐需要送回实验室后进行吸附剂浓缩或低温预浓缩处理,虽然可以避免吸附剂采样时的穿透和人为的污染,但是进行多次分析,费用高,需要复杂的设备清洗。吸附剂采样和低温采样虽然在采样的同时,可以完成对样品的预浓缩,但是需要低温运输、存放。
[0005]2)采用上述的样品采集方法必须要经过样品的预处理才可以用来分析,由于预处理的过程复杂、且在预处理时的人工干预中难免会对样品造成人为的污染,整个过程周期长,且会带来一定的误差。
[0006]3)对于挥发性有机物的检测,目前最常用的方法是气相色谱法和气相色谱-质谱法,但是大多采用离线分析技术,时间分辨率低,无法反应VOCs中各种物质成分的浓度随时间的精细变化,同时采样分析过程对人员的技术要求较高。
[0007]在我国,对挥发性有机物的研究起步较晚,对挥发性有机物的采集分析主要依靠国外的大型分析设备与仪器,不但价格昂贵,而且分析过程繁杂,采样和分析的时间分辨率很差,与实际需要尚有较大的差距。
[0008]所以,研究新一代VOCs的采样方法和分析技术,发展高灵敏度、操作简便、经济适用且易于维护的VOCs分析仪,发展VOCs在线连续自动检测技术,在挥发性有机物监测研究领域具有重要的意义。
【实用新型内容】
[0009]为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种挥发性有机物在线监测系统,其特征在于,包括:采样探头、伴热管、预处理系统、监测主机、采样管路、载气管路、载气气源、燃气气源、助燃气气源和数据处理显示单元,其中,
[0010]所述采样探头,与所述预处理系统通过伴热管相连接,用于采集样气后进入预处理系统;
[0011]所述预处理系统,分别与所述采样探头和监测主机相连接,用于对采集的样气进行预处理后进入监测主机,包括除尘、除湿和流路控制;
[0012]所述监测主机,分别与所述预处理系统、载气气源、燃气气源、助燃气气源和数据处理显示单元相连接,用于对预处理后的样气进行浓度分析,样气通过监测主机中的气相色谱柱中的固定相进行分离,分离后的样品进入到监测主机中的检测器采集信号,采集信号后经信号放大器发送至所述数据处理显示单元;
[0013]所述载气气源,与所述监测主机相连接,用于为监测主机提供载气;
[0014]所述燃气气源,与所述监测主机相连接,用于为监测主机提供燃气;
[0015]所述助燃气气源,与所述监测主机相连接,用于为监测主机提供助燃气;所述数据处理显示单元,与所述监测主机相连接,用于接收监测主机中的检测器采集的信号,进行计算分析。
[0016]优选地,所述预处理系统,包括并行的样气预处理流路和标气预处理流路,其中,
[0017]所述样气预处理流路,用于对样气进行预处理,包括:粉尘过滤器、空压机、冷凝器、蠕动栗、取样栗、流路切换阀、样气精密过滤器、针型阀、旁路流量计、稳流阀、进样流量计和大气平衡阀,其中,旁路流量计、稳流阀、进样流量计和大气平衡阀与所述标气预处理流路共用;
[0018]所述粉尘过滤器,与所述冷凝器相连接,还与所述空压机通过反吹阀相连接,用于除去样气中颗粒物;
[0019]所述空压机,与所述粉尘过滤器通过反吹阀相连接,用于提供反吹气体,反吹从采样探头到预处理系统的管路;
[0020]所述冷凝器,分别与所述粉尘过滤器、蠕动栗和取样栗相连接,用于对样气进行除湿处理;
[0021 ]所述蠕动栗,与所述冷凝器相连接,用于排除冷凝器中的冷却水;
[0022]所述取样栗,分别与所述冷凝器和所述流路切换阀相连接,用于抽取样气;
[0023]所述流路切换阀,分别与取样栗、样气精密过滤器、针型阀相连接,用于样气预处理流路和标气预处理流路的切换;
[0024]所述样气精密过滤器,分别与所述流路切换阀和所述稳流阀相连接,用于除去样气中细小的颗粒物;
[0025]所述针型阀,分别与所述流路切换阀和旁路流量计相连接,用于调整流入到旁路流量计的样气流量;
[0026]所述旁路流量计,与所述针型阀及标气预处理流路中的针型阀相连接,用于显示排空气体的流量;
[0027]所述稳流阀,与所述样气精密过滤器及标气预处理流路的精密过滤器相连接,用于稳定进入监测主机的气体流量;
[0028]所述进样流量计,分别与所述稳流阀和所述大气平衡阀相连接,用于显示进入到监测主机的流量;
[0029]所述大气平衡阀,分别与所述进样流量计和监测主机中的电动多通阀相连接,用于稳定进入到所述电动多通阀中的气体的气压;
[0030]所述标气预处理单元,用于对标气进行预处理,包括:过滤器、流路切换阀、标气精密过滤器、针型阀、以及与所述样气预处理流路共用的旁路流量计、稳流阀、进样流量计和大气平衡阀,其中,
[0031 ]所述过滤器,与所述流路切换阀相连,用于除去标气中的颗粒物;
[0032]所述流路切换阀,分别与所述过滤器、所述标气精密过滤器和所述针型阀相连接,用于标气预处理流路与样气预处理流路之间的切换;
[0033]所述针型阀,与样气预处理流路的针型阀并行连接于旁路流量计上,用于调整流入到旁路流量计的标气流量。
[0034]优选地,所述监测主机,包括柱箱、电动多通阀、检测器、信号输出口、载气进口、燃气进口、助燃气进口、样气进口、样气出口和尾气出口,其中,
[0035]所述柱箱,内设气相色谱柱,分别与所述电动多通阀和检测器相连接,用于将需要监测的气体混合物中的各种组分进行分离;
[0036]所述载气进口,位于监测主机的背面板上,与所述载气气源和电动多通阀相连,用于向所述气相色谱柱输送载气;
[0037]所述燃气进口,位于监测主机的背面板上,与所述燃气气源和检测器相连,用于向所述检测器输送燃气;
[0038]所述助燃气进口,位于监测主机的背面板上,与所述助燃气气源和检测器相连,用于向所述检测器输送助燃气;
[0039]所述样气进口,位于监测主机的背面板上,与所述预处理系统和电动多通阀相连,用于向所述电动多通阀输入预处理系统处理后的样气;
[0040]所述样气出口,位于监测主机的背面板上,与所述电动多通阀相连,用于输出多余的没有进入到气相色谱柱的样气;
[0041]所述尾气出口,位于监测主机顶盖上,处于检测器的正上方,用于排出经过检测器检测之后的气体;
[0042]所述电动多通阀与预处理系统通过样气进口相连接,与载气气源通过载气进口相连接,与所述柱箱中的气相色谱柱直接相连接,用于定量进入气相色谱柱的样气流量;
[0043]所述检测器,经信号放大器后与信号输出口相连接,用于采集信号并通过信号放大器放大后发送至信号输出口 ;
[0044]所述信号输出口,分别与所述信号放大器和数据处理显示单元相连接,用于将信号放大器放大的信号发送至数据处理显示单元。
[0045]优选地,所述柱箱,还包括:铝加热块,所述气相色谱柱盘绕在所述铝加热块上,所述铝加热块用于对气相色谱柱进行加热。
[0046]优选地,所述铝加热块,进一步地,其下面设有至少2个孔,用于放置加热棒和温度传感器,所述加热棒用于给铝加热块进行加热,所述温度传感器用于采集铝加热块的温度信号。
[0047]优选地,所述铝加热块,进一步地,其周围设置有隔热板,所述隔热板用于对所述铝加热块进行保温,隔热板上设有两个小孔,气相色谱柱的输入端和输出端分别穿过所述两个小孔。
[0048]优选地,所述柱箱,进一步地,设有一个柱箱盖,为双层结构,内层是保温层,外层是不锈钢外罩。
[0049]本实用新型所采取的挥发性有机物在线监测系统,其具有监测主机,所述监测主机包括柱箱、电动多通阀、检测器、载气进口、燃气进口、助燃气进口、样气进口、样气出口和尾气出口。其中,所述柱箱,内设气相色谱柱,分别与所述电动多通阀和检测器相连接。所述电动多通阀与预处理系统通过样气进口相连接,与载气气源通过载气进口相连接,与所述柱箱中的色谱柱直接相连接。所述检测器,经信号放大器后与信号输出口相连接。所述信号输出口,分别与所述信号放大器和数据处理显示单元相连接。
[0050]所述挥发性有机物在线监测系统还包括预处理系统、数据处理显示单元、燃气气源和助燃气气源。所述预处理系统上的样气进口连接伴热管,给样出口连接所述监测主机的样气进口。所述燃气气源的燃气出口连接监测主机上的燃气进口,所述助燃气气源上的助燃气出口连接监测主机上的助燃气进口。所述预处理系统内置一个空气压缩机,可进行内部反吹。所述预处理系统中的管路材质为聚四氟乙烯。所述监测主机的管路材质为不锈钢。所述气相色谱柱设置于一柱箱内,所述柱箱内设置有一铝加热块,所述气相色谱柱盘绕固定在所述铝加热块上。所述铝加热块上设有至少2个孔用来放置加热棒和温度传感器。所述铝加热块的周围设置有隔热板。所述隔热板上开设有两个小孔,气相色谱柱的输入端和输出端分别穿过所述的两个小孔。所述柱箱设有一柱箱盖,所述柱箱盖为双层结构。所述检测器采集的信号经信号放大器放大后,由信号线输出到数据处理显示单元进行计算分析。
[0051]与现有技术相比,本实用新型所述的在线监测挥发性有机物的装置,达到了如下效果:
[0052]1、本实用新型通过采样探头、伴热管和气栗直接采样,通过预处理系统进行除尘、除湿和流路控制,实现了对固定源挥发性有机物的采样和预处理。
[0053]2、本实用新型通过预处理系统对样气进行处理后送入到气相色谱柱中,通过气相色谱柱中的固定相进行分离,分离后的样品进入到检测器,将样气浓度转化成电信号输出,输出的电信号经信号放大器放大后由信号输出线输出到数据处理显示单元进行处理分析,实现对固定污染源排放的挥发性有机物的连续自动在线检测。
[0054]3、本实用新型对于苯系物最长15分钟得到一组采样数据,具有较高的时间分辨率,其运行和维护成本低,可操作性强,特别适合固定源排放的挥发性有机物的连续自动在线检测。
【附图说明】
[0055]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本实用新型的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0056]图1为本实用新型实施例1和实施例2的挥发性有机物在线监测系统结构示意图;
[0057]图2为本实用新型实施例1和实施例2的预处理系统的工作流程图;
[0058]图3为本实用新型实施例1和实施例2的监测主机装置主视图;
[0059]图4为本实用新型实施例2的监测主机装置侧视图。
【具体实施方式】
[0060]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。此外,“親接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此,若文中描述一第一装置耦接于一第二装置,则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置,或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式,然所述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的,并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0061]以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明,但不作为对本实用新型的限定。
[0062]实施例1:
[0063]结合图1-图3,本实施例提供了一种在线监测挥发性有机物的系统,包括:采样探头1、预处理系统2、监测主机3、数据处理显示单元4、载气气源5、燃气气源6、助燃气气源7,其中,采样探头I用来采集固定污染源排放管路中的样气,预处理系统2用来对样气进行除尘、除湿和流量控制,监测主机3用来对样气进行分离和检测,数据处理显示单元4用来对监测主机3输出的信号进行处理和计算,载气气源5为监测主机提供载气,燃气气源6为检测器提供燃气,助燃气气源7为检测器提供助燃气。
[0064]所述采样探头I,与所述预处理系统2通过伴热管相连接,用于采集样气后进入预处理系统2;
[0065]所述预处理系统2,分别与所述采样探头I和监测主机3相连接,用于对采集的样气进行预处理后进入监测主机3,包括除尘、除湿和流路控制;
[0066]所述监测主机3,分别与所述预处理系统2、载气气源5、燃气气源6、助燃气气源7和数据处理显示单元4相连接,用于对预处理后的样气进行浓度分析,样气通过监测主机3中的气相色谱柱中的固定相进行分离,分离后的样品进入到监测主机3中的检测器采集信号,采集信号后经信号放大器发送至所述数据处理显示单元4;
[0067]所述载气气源5,与所述监测主机3相连接,用于为监测主机3提供载气;
[0068]所述燃气气源6,与所述监测主机3相连接,用于为监测主机3提供燃气;
[0069]所述助燃气气源7,与所述监测主机3相连接,用于为监测主机3提供助燃气;
[0070]所述数据处理显示单元4,与所述监测主机3相连接,用于接收监测主机3中的检测器采集的信号,进行计算分析。
[0071]所述预处理系统2,包括并行的样气预处理流路和标气预处理流路,其中,
[0072]所述样气预处理流路,用于对样气进行预处理,包括:粉尘过滤器21、空压机213、冷凝器22、蠕动栗214、取样栗23、流路切换阀24、样气精密过滤器25、针型阀26、旁路流量计211、稳流阀27、进样流量计28和大气平衡阀29,其中,旁路流量计211、稳流阀27、进样流量计28和大气平衡阀29与标气预处理流路共用。
[0073]所述粉尘过滤器21,与所述冷凝器22相连接,还与所述空压机213通过反吹阀相连接,用于除去样气中较大的颗粒物;
[0074]所述空压机213,与所述粉尘过滤器21通过反吹阀相连接,用于提供反吹气体,反吹从采样探头I到预处理系统2的管路;
[0075]所述冷凝器22,分别与所述粉尘过滤器21、蠕动栗214和取样栗23相连接,用于对样气进行除湿处理;
[0076]所述蠕动栗214,与所述冷凝器22相连接,用于排除冷凝器22中的冷却水;
[0077]所述取样栗23,分别与所述冷凝器22和所述流路切换阀24相连接,用于抽取样气;
[0078]所述流路切换阀24,分别与取样栗23、样气精密过滤器25、针型阀26相连接,用于样气预处理流路和标气预处理流路的切换;
[0079]所述样气精密过滤器25,分别与所述流路切换阀24和所述稳流阀27相连接,用于除去样气中细小的颗粒物;
[0080]所述针型阀26,分别与所述流路切换阀24和旁路流量计211相连接,用于调整流入到旁路流量计211的样气流量;
[0081]所述旁路流量计211,与所述针型阀26及标气气路中的针型阀26相连接,用于显示排空气体的流量;
[0082]所述稳流阀27,与所述样气精密过滤器25及标气预处理流路的精密过滤器相连接,用于稳定进入监测主机3的气体流量;
[0083]所述进样流量计28,分别与所述稳流阀27和所述大气平衡阀29相连接,用于显示进入到监测主机3的流量;
[0084]所述大气平衡阀29,分别与所述进样流量计28和监测主机中的电动多通阀相连接,用于稳定进入到电动多通阀中的气体的气压;
[0085]所述标气预处理单元,用于对标气进行预处理,包括:过滤器215、流路切换阀216、标气精密过滤器210、针型阀217和与样气预处理流路共用的旁路流量计211、稳流阀27、进样流量计28和大气平衡阀29,其中,
[0086]所述过滤器215,与所述流路切换阀216相连,用于除去标气中的颗粒物;
[0087]所述流路切换阀216,分别与所述过滤器215、标气精密过滤器210和针型阀217相连接,用于标气预处理流路与样气预处理流路之间的切换;
[0088]所述针型阀217,与样气预处理流路的针型阀26并行连接于旁路流量计211上,用于调整流入到旁路流量计211的标气流量。
[0089]所述监测主机3,包括柱箱42、电动多通阀、检测器44、载气进口、燃气进口、助燃气进口、样气进口、样气出口和尾气出口。
[0090]所述柱箱42,内设气相色谱柱55,分别与所述电动多通阀和检测器44相连接,用于将需要监测的气体混合物中的各种组分进行分离;
[0091]所述载气进口,位于监测主机的背面板上,与所述载气气源5和电动多通阀相连,用于向所述气相色谱柱55输送载气;
[0092]所述燃气进口,位于监测主机的背面板上,与所述燃气气源6和检测器44相连,用于向所述检测器44输送燃气;
[0093]所述助燃气进口,位于监测主机的背面板上,与所述助燃气气源7和检测器44相连,用于向所述检测器44输送助燃气;
[0094]所述样气进口,位于监测主机的背面板上,与所述预处理系统2和电动多通阀相连,用于向所述电动多通阀输入预处理系统2处理后的样气;
[0095]所述样气出口,位于监测主机的背面板上,与所述电动多通阀相连,用于输出多余的没有进入到气相色谱柱55的样气;
[0096]所述尾气出口,位于监测主机顶盖上,处于检测器的正上方,用于排出经过检测器44检测之后的气体;
[0097]所述电动多通阀与预处理系统2通过样气进口相连接,与载气气源5通过载气进口相连接,与所述柱箱42中的气相色谱柱55直接相连接,用于定量进入气相色谱柱55的样气的流量;
[0098]所述检测器44,经信号放大器后与信号输出口43相连接,用于采集信号并通过信号放大器放大后发送至信号输出口 43;
[0099]所述信号输出口43,分别与所述信号放大器和数据处理显示单元4相连接;所述信号输出口 43,分别与所述检测器44和数据处理显示单元4相耦接。
[0100]所述柱箱42,还包括:圆柱形铝加热块57,所述气相色谱柱55盘绕在所述铝加热块57上,所述铝加热块57用于对气相色谱柱55进行加热。
[0101]所述铝加热块57,进一步地,其下面设有至少2个加热孔,用于放置加热棒53和温度传感器52,所述加热棒53用于给铝加热块57进行加热,所述温度传感器52用于采集铝加热块57的温度信号。
[0102]所述铝加热块57,进一步地,其周围设置有隔热板54,所述隔热板用于对所述铝加热块57进行保温,隔热板54上设有两个小孔,气相色谱柱55的输入端和输出端分别穿过所述两个小孔。
[0103]所述柱箱42,进一步地,设有一个柱箱盖56,为双层结构,内层是保温层,外层是不锈钢外罩。
[0104]实施例2:
[0105]参阅图1,为本实用新型实施例挥发性有机物在线监测系统的整体结构示意图,其包括预处理系统2、监测主机3、数据处理显示单元4、燃气气源6、助燃气气源7。外接采样探头1、伴热管和载气气源。样气由采样探头I从排放管路中取出,经过伴热管到达预处理系统2,经过除尘、除湿和流量控制之后进入监测主机3。监测主机3输出信号在数据处理显示单元4上进行处理显示。
[0106]如图2所示,为预处理系统的工作流程图。在分析状态下,开启取样栗23,样气由排放管路经取样探头(在取样探头处滤除样气大颗粒粉尘粒子,即一级过滤)和伴热管线进入机柜。样气进入机柜后通过粉尘过滤器21后进入冷凝器22,样气在冷凝器22内充分冷却,通过蠕动栗214排除液态水,之后经过取样栗23和电磁阀24后分成两路,一路通过针型阀26、旁路流量计211后排空,另一路经过样气精密过滤器25后通过稳流阀27稳定流速后经进样流量计28显示流量,之后通过大气平衡阀29进入气相色谱仪进行实时分析。反吹状态下,系统首先停止取样栗23、关闭采样电磁阀24,然后开启反吹电磁阀(流路切换阀212)进行探头的内外大流量反吹。标定时,样气流路关闭,标气流路切换阀216打开,标气经过滤器215和流路切换阀216后分成两路,一路通过针型阀217、旁路流量计211后排空,另一路经过标气精密过滤器210后通过稳流阀27稳定流速后经进样流量计28显示流量,之后通过大气平衡阀29进入气相色谱仪进行分析标定。
[0107]如图3所示,为监测主机装置主视图。样气通过预处理系统2后经监测主机3后面板上的样气进口进入到电动多通阀41中,经电动多通阀41上的定量管定量后由载气带入到柱箱42中的气相色谱柱55里,进行分离后,进入到检测器44中,检测器44检测到的电信号经信号放大器(图4中的51)放大后通过气相色谱仪3后面板上的信号输出口 43输出到数据处理显示单元进行计算分析。
[0108]如图4所示,为监测主机装置侧视图。气相色谱柱55设置于一个柱箱42内,所述柱箱42内设置有一圆柱形铝加热块57,气相色谱柱55盘绕固定在铝加热块57上。铝加热块57下面设有2个加热孔用来放置加热棒53和温度传感器52。铝加热块57的下方设置有隔热板54。隔热板54上开设有两个小孔,气相色谱柱55的输入端和输出端分别穿过所述的两个小孔。柱箱42设有一个柱箱盖56,所述柱箱盖56为双层结构。
[0109]实施例3:
[0110]在实施例1和实施例2的基础上,本实施例为应用实施例:
[0111]I)采样,预处理系统2开始采样,控制电动多通阀41在采样状态,同时发出采样信号。预处理系统内气栗(取样栗23)抽取采样探头I处的被测样气。样气经过伴热管到达预处理系统2,预处理系统2对样气进行除尘、除湿等处理。然后完全装填监测主机3内定量管。达到预定时间后预处理系统2进入进样状态。开机后,数据处理显示单元4的软件没有开始采集数据,处于停止采集状态,第一次收到采样信号时,数据处理显示单元4没有相应的变化。在开始采集数据之后,收到采样信号时,停止采集数据,并处理进样过程采集到的样气数据。
[0112]2)进样,预处理系统2开始进样,切换电动多通阀41至进样状态,同时发出进样信号。载气带着样气进入色谱柱流向检测器44,检测器44输出检测信号,经放大后输出给数据处理显示单元,达到预定时间后预处理系统2进入采样状态。
[0113]3)数据处理分析,数据处理显示单元4在收到进样信号时,开始采集数据,并将电信号进行显示在屏幕上。
[0114]常规工作状态下,系统自动进行“采样状态”与“进样状态”的切换。数据处理显示单元4每次采集数据前应进行零点校正。
[0115]本实用新型通过采样探头进行采样,经过伴热管到达预处理系统进行除尘、除湿等处理,之后进入监测主机进行分析,对于固定污染源排放的苯系物在15分钟之内即可得到一组分析结果。通过标样即可确定挥发性有机物的种类及其排放浓度。采用本实用新型的挥发性有机物在线监测系统,能够实现对固定污染源排放的VOCs组分浓度及甲烷/非甲烷总烃浓度的连续在线自动监测。其体积小,结构简单,运行和维护成本低,可操作性强,特别适合固定污染源排放的挥发性有机物的连续自动监测。
[0116]上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述实用新型构相范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围,则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种挥发性有机物在线监测系统,其特征在于,包括:采样探头、伴热管、预处理系统、监测主机、采样管路、载气管路、载气气源、燃气气源、助燃气气源和数据处理显示单元,其中, 所述采样探头,与所述预处理系统通过伴热管相连接,用于采集样气后进入预处理系统; 所述预处理系统,分别与所述采样探头和监测主机相连接,用于对采集的样气进行预处理后进入监测主机,包括除尘、除湿和流路控制; 所述监测主机,分别与所述预处理系统、载气气源、燃气气源、助燃气气源和数据处理显示单元相连接,用于对预处理后的样气进行浓度分析,样气通过监测主机中的气相色谱柱中的固定相进行分离,分离后的样品进入到监测主机中的检测器采集信号,采集信号后经信号放大器发送至所述数据处理显示单元; 所述载气气源,与所述监测主机相连接,用于为监测主机提供载气; 所述燃气气源,与所述监测主机相连接,用于为监测主机提供燃气; 所述助燃气气源,与所述监测主机相连接,用于为监测主机提供助燃气;所述数据处理显示单元,与所述监测主机相连接,用于接收监测主机中的检测器采集的信号,进行计算分析。2.根据权利要求1所述的挥发性有机物在线监测系统,其特征在于,所述预处理系统,包括并行的样气预处理流路和标气预处理流路,其中, 所述样气预处理流路,用于对样气进行预处理,包括:粉尘过滤器、空压机、冷凝器、蠕动栗、取样栗、流路切换阀、样气精密过滤器、针型阀、旁路流量计、稳流阀、进样流量计和大气平衡阀,其中,旁路流量计、稳流阀、进样流量计和大气平衡阀与所述标气预处理流路共用; 所述粉尘过滤器,与所述冷凝器相连接,还与所述空压机通过反吹阀相连接,用于除去样气中颗粒物; 所述空压机,与所述粉尘过滤器通过反吹阀相连接,用于提供反吹气体,反吹从采样探头到预处理系统的管路; 所述冷凝器,分别与所述粉尘过滤器、蠕动栗和取样栗相连接,用于对样气进行除湿处理; 所述蠕动栗,与所述冷凝器相连接,用于排除冷凝器中的冷却水; 所述取样栗,分别与所述冷凝器和所述流路切换阀相连接,用于抽取样气; 所述流路切换阀,分别与取样栗、样气精密过滤器、针型阀相连接,用于样气预处理流路和标气预处理流路的切换; 所述样气精密过滤器,分别与所述流路切换阀和所述稳流阀相连接,用于除去样气中细小的颗粒物; 所述针型阀,分别与所述流路切换阀和旁路流量计相连接,用于调整流入到旁路流量计的样气流量; 所述旁路流量计,与所述针型阀及标气预处理流路中的针型阀相连接,用于显示排空气体的流量; 所述稳流阀,与所述样气精密过滤器及标气预处理流路的精密过滤器相连接,用于稳定进入监测主机的气体流量; 所述进样流量计,分别与所述稳流阀和所述大气平衡阀相连接,用于显示进入到监测主机的流量; 所述大气平衡阀,分别与所述进样流量计和监测主机中的电动多通阀相连接,用于稳定进入到所述电动多通阀中的气体的气压; 所述标气预处理单元,用于对标气进行预处理,包括:过滤器、流路切换阀、标气精密过滤器、针型阀、以及与所述样气预处理流路共用的旁路流量计、稳流阀、进样流量计和大气平衡阀,其中, 所述过滤器,与所述流路切换阀相连,用于除去标气中的颗粒物; 所述流路切换阀,分别与所述过滤器、所述标气精密过滤器和所述针型阀相连接,用于标气预处理流路与样气预处理流路之间的切换; 所述针型阀,与样气预处理流路的针型阀并行连接于旁路流量计上,用于调整流入到旁路流量计的标气流量。3.根据权利要求1所述的挥发性有机物在线监测系统,其特征在于,所述监测主机,包括柱箱、电动多通阀、检测器、信号输出口、载气进口、燃气进口、助燃气进口、样气进口、样气出口和尾气出口,其中, 所述柱箱,内设气相色谱柱,分别与所述电动多通阀和检测器相连接,用于将需要监测的气体混合物中的各种组分进行分离; 所述载气进口,位于监测主机的背面板上,与所述载气气源和电动多通阀相连,用于向所述气相色谱柱输送载气; 所述燃气进口,位于监测主机的背面板上,与所述燃气气源和检测器相连,用于向所述检测器输送燃气; 所述助燃气进口,位于监测主机的背面板上,与所述助燃气气源和检测器相连,用于向所述检测器输送助燃气; 所述样气进口,位于监测主机的背面板上,与所述预处理系统和电动多通阀相连,用于向所述电动多通阀输入预处理系统处理后的样气; 所述样气出口,位于监测主机的背面板上,与所述电动多通阀相连,用于输出多余的没有进入到气相色谱柱的样气; 所述尾气出口,位于监测主机顶盖上,处于检测器的正上方,用于排出经过检测器检测之后的气体; 所述电动多通阀与预处理系统通过样气进口相连接,与载气气源通过载气进口相连接,与所述柱箱中的气相色谱柱直接相连接,用于定量进入气相色谱柱的样气流量; 所述检测器,经信号放大器后与信号输出口相连接,用于采集信号并通过信号放大器放大后发送至信号输出口; 所述信号输出口,分别与所述信号放大器和数据处理显示单元相连接,用于将信号放大器放大的信号发送至数据处理显示单元。4.根据权利要求3所述的挥发性有机物在线监测系统,其特征在于,所述柱箱,还包括:铝加热块,所述气相色谱柱盘绕在所述铝加热块上,所述铝加热块用于对气相色谱柱进行加热。5.根据权利要求4所述的挥发性有机物在线监测系统,其特征在于,所述铝加热块,其下面设有至少2个孔,用于放置加热棒和温度传感器,所述加热棒用于给铝加热块进行加热,所述温度传感器用于采集铝加热块的温度信号。6.根据权利要求4所述的挥发性有机物在线监测系统,其特征在于,所述铝加热块,其周围设置有隔热板,所述隔热板用于对所述铝加热块进行保温,隔热板上设有两个小孔,气相色谱柱的输入端和输出端分别穿过所述两个小孔。7.根据权利要求3所述的挥发性有机物在线监测系统,其特征在于,所述柱箱,设有一个柱箱盖,为双层结构,内层是保温层,外层是不锈钢外罩。
【文档编号】G01N30/06GK205538861SQ201521031850
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年12月11日
【发明人】黄春艳, 杨静, 刘胜华, 张沛武
【申请人】北京万维盈创科技发展有限公司
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