一种VOCs泄漏微型监测器及在线监测系统的制作方法

本发明涉及气体传感器领域，特别涉及一种vocs泄漏微型在线监测系统。

背景技术：

挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds，vocs)是造成臭氧、光化学烟雾和灰霾污染的重要前体物质，部分vocs还具有毒性和致癌性，会危害人体健康。石化行业是我国工业源vocs主要排放行业，排放量大且以无组织排放为主。

ldar技术的传统检测方法是采用手持设备人工排查，监测化工企业各类反应釜、原料输送管道、泵、压缩机、阀门、法兰等易产生挥发性有机物泄漏处，并修复超过一定浓度的泄漏检测处，从而达到控制原料泄漏对环境造成污染。尽管人工排查能达到定期控制vocs泄漏的目的，但是仍存在以下问题：(1)检测周期长、实时性差：一般规定检测周期为3个月一次，在检测周期内如发生泄漏，无法及时获取泄漏位点、浓度和泄漏时间，存在安全和环保的隐患；(2)不适合不可达点：人工排查的方式不适合不可达点和危害点的vocs泄漏的高频率常规监测；(3)费时费力：使用人工排查的方式将耗费大量人力物力，且进行一次完整的排查，需要大量时间，增加了检测人员的工作量；(4)检测人员安全存在隐患：不可达点的检测对检测人员的安全存在隐患，且部分危险的vocs气体泄漏对检测人员的健康造成威胁。

为了克服上述问题，现有技术中vocs泄漏的固定式在线监测设备逐渐出现，但是一般固定式监测设备的传感器往往内置于主体设备中，应用场景有限，同时由于安装复杂，成本较高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是现有的一般固定式监测设备的传感器往往内置于主体设备中，使用不便，同时成本较高。

为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种vocs泄漏微型监测器及在线监测系统，本发明的技术方案是这样实施的：

一种vocs泄漏微型监测器，包括监测器主体以及伸出所述主体外的传感器探头；所述传感器探头与所述主体通过数据线连接；所述传感器探头由所述主体控制。

优选地，所述主体内设有处理与缓存模块、主控制器模块、射频收发模块、电源、电源控制模块、存储器以及部分延伸出所述主体外的天线。

优选地，所述传感器探头为多种环境信息传感器，包括气体传感器、温度传感器、湿度传感器、振动传感器、压力传感器或流量传感器，气体传感器包括半导体式气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器或导电聚合物式气体传感器。

优选地，所述传感器探头的体积不超过125cm³,所述主体体积不超过1000cm³。

一种vocs泄漏在线监测系统，包括硬件部分以及软件部分；所述硬件部分包括上述任意所述的一种vocs泄漏微型监测器、若干管道、设置在相邻所述管道连接处的两个法兰以及设置在两个法兰之间的垫圈；所述管道内充满vocs，所述主体固定在管道上，所述传感器探头延伸至所述垫圈外；所述软件部分包括网关以及云数据平台；所述主体由所述云数据平台控制；所述网关与所述主体和所述云数据平台均无线连接。

优选地，所述云数据平台包括设备实时监测运维模块、数据观察分析模块、报警和泄漏源分析模块以及大数据云计算模块。

优选地，所述云数据平台控制所述主体的监测频率为啊1s～1day。

优选地，所述vocs泄漏微型监测器和所述网关均设为若干个，所述vocs泄漏微型监测器数量为不超过10000个，所述网关数量不超过2000个。

优选地，所述传感器探头采集所述管道内tvocs浓度总量。

优选地，所述云数据平台采用主成分分析算法、多层卷积神经网络算法或两者结合的算法。

实施本发明的有益效果是：

1、通过分体式设计可以减少vocs泄漏监测器本身制作的复杂性，降低成本，扩大适用范围，同时伸出的传感器探头可以方便更换，延长整个监测器的使用寿命，提高监测的准确性。

2、vocs泄漏微型在线监测系统包括一条完整的管路，管路上设置vocs泄漏微型监测器，实时在线监测vocs泄漏浓度，并将vocs泄漏浓度数据通过网关上传至云端的vocs泄漏在线监测平台，方便实用。

3、vocs泄漏微型在线监测系统监测可以直接监测tvocs浓度总和，进而实现对vocs泄漏浓度的实时监测。

4、vocs泄漏微型在线监测系统监测可以采用主成分分析法、多层卷积神经网络算法或两者结合的方法来实现多气体的定性或定量识别。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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种实施例，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。

图1为实施例1中用于体现主体的结构示意图；

图2为实施例2中用于体现法兰的结构示意图；

图3为实施例2中用于体现云数据平台的结构示意图；。

在上述附图中，各图号标记分别表示：

1-主体；2-数据线；3-传感器探头；4-管道；5-法兰；6-垫片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：一种vocs泄漏微型监测器，如图1所示，包括监测器主体1以及伸出主体1外的传感器探头3；传感器探头3与主体1通过数据线2连接；数据线2为现有技术中的可实现数据传输功能的数据线2，能够实现将传感器探头3和主体1之间的数据传输即可，传感器探头2由主体控1制。

在上述实施方式中，将主体1固定在易于发生vocs泄漏点外，而传感器探头3则直接放置在需要监测可能存在泄漏的管道上，当管道中的vocs原液发生泄漏时，传感器探头3能够迅速监测到泄漏浓度，相比于其他的vocs泄漏监测器，这种vocs泄漏微型监测器不需要改变管道本身结构，能够快速安装部署，同时传感器探头3设置在主体外，由于传感器探头3一般体积较小，即使空间较小的泄漏点也可以放置，进而增加了适用范围，实现对于vocs泄漏点的监测，除此之外，这样的分体式设计可以减少vocs泄漏监测器本身制作的复杂性，进而降低成本，同时伸出的传感器探头3可以方便更换，数据线2也可以设置成卡接插口，延长整个监测器的使用寿命，提高监测的准确性。

在一个优选的实施方式中，如图1所示，主体1内设有处理与缓存模块、主控制器模块、射频收发模块、电源、电源控制模块、存储器以及部分延伸出主体外的天线，传感器的工作由主控制器模块控制，处理与缓存模块包括信号处理单元、缓存单元和逻辑控制，传感器信号输出与信号处理单元连接，同时信号处理单元的逻辑控制由主控制器完成，信号处理单元与缓存单元将信号输出给主控制器模块，主控制器控制射频收发模块将信号发出，整个系统的工作周期及各模块的工作时序均由主控制器模块控制，电源给与各个模块电能，电源由电池提供，也可以由外界电源提供，可以根据应用场景设置，可以设为蓄电池、锂电池、太阳能电池或其他现有技术中的电池。

在上述实施方式中，这种主体1和传感器探头3分开，使得包含有电源的主体1远离vocs泄漏点，仅使包含几个微安电流的传感器探头3置于泄漏气体氛围中，可以达到防爆等级，使得泄漏监测更加安全可靠，降低了发生爆炸的情况，减少了安全隐患。

在一个优选的实施方式中，如图1所示，传感器探头3为多种环境信息传感器，包括气体传感器、温度传感器、湿度传感器、振动传感器、压力传感器或流量传感器，气体传感器包括半导体式气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器或导电聚合物式气体传感器，可以根据不同的应用场景选择合适的传感器探头，以满足不同的使用需求。

在一个优选的实施方式中，如图1所示，传感器探头3的体积不超过125cm³,主体1体积不超过1000cm³，在本具体实施方式中，传感器探头3的体积为0.125cm³-125cm³，除传感器探头3外的主体1体积为1cm³-1000cm³，限制传感器探头3和主体1的体积可以满足对于微型的要求，减少由于体积过大，造成使用不便的情况，同时数据线2的长度为10cm-2m，进而可以调节传感器探头3与主体1之间的距离，当需要监测某些空间过小的间隙处的泄漏点时，可以使传感器探头3单独进入，进而满足使用需求。

实施例2：本发明还提供了一种vocs泄漏在线监测系统，如图2和图3所示，包括硬件部分以及软件部分；硬件部分包括上述任意所述的一种vocs泄漏微型监测器、若干管道4、设置相邻管道4连接处的两个法兰5以及设置在两个法兰5之间的垫圈6；管道6内充满vocs，主体1固定在管道6上，传感器探头3延伸至垫圈6外；软件部分包括网关以及云数据平台；主体由云数据平台控制；网关与主体和云数据平台均无线连接。

在上述实施方式中，如图3所示，发明的vocs泄漏微型在线监测系统包括一条完整的管路，管路上设置vocs泄漏微型监测器，进而实时在线监测vocs泄漏浓度，并将vocs泄漏浓度数据通过网关上传至云端的vocs泄漏在线监测平台，vocs泄漏在线监测平台可以通过多种移动电子设备登录，能够实时观察到该管道上该点位的泄漏浓度，并且提供实时预警的功能。

在一个优选的实施方式中，如图3所示，vocs泄漏微型监测器和网关均设为若干个，所述vocs泄漏微型监测器数量为不超过10000个，所述网关数量不超过2000个，在本具体实施方式中，vocs泄漏微型监测器数量为5-10000个，网关数量为1-2000个。

设置若干个vocs泄漏微型监测器和网关，可以设置在管道4上不同位置的密封垫，进而可以实现对整个系统管道4上的实时监控，减少管道4上未设置vocs泄漏微型监测器的区域，提高整个系统的实时监测准确性，具体设置的述两可以根据应用环境具体设置，各个vocs泄漏微型监测器之间的分布可以均匀设置，也可以非均匀设置，多个vocs泄漏微型监测器可共用一个网关实现数据传输。

上述vocs泄漏微型在线监测系统可监测的vocs泄漏点除了管道4连接之间的法兰还包括泵、压缩机、搅拌器、阀门、泄压装置、开口阀或开口管线、取样连接系统、连接件等处的密封点，vocs的种类包括苯系物、烷烃类、醇类、酮类、酯类、卤代烃类、杂环类、有机酸或胺类等，vocs泄漏微型在线监测系统的气路类型为扩散式。

在一个优选的实施方式中，云数据平台包括设备实时监测运维模块、数据观察分析模块、报警和泄漏源分析模块以及大数据云计算模块，设备实时监测运维模块用于实时监测系统的运转和监测，数据观察分析模块用于接收主体内传输的数据并分析数据，进而实时反馈监测结果，报警和泄漏源分析模块用于对泄漏点进行分析和警示。

在一个优选的实施方式中，传感器探头3采集管道4内tvocs浓度总量，通过监测tvocs总量实现对于vocs浓度的实时直接监测，当管道4中的vocs发生泄漏时，传感器探头3能够迅速监测到泄漏浓度，vocs泄漏监测点包括与大气直接联通点、静密封点和动密封点。

在一个优选的实施方式中，云数据平台控制主体的监测频率为1s～1day，通过云数据平台控制主体的实时监测频率，可以满足不同的使用需求，监测频率控制在1s～1day，可以通过移动电子设备边界设置监测频率，方便使用。

实施里3：一种vocs泄漏在线监测系统，与实施例2不同之处在于：云数据平台采用主成分分析算法、多层卷积神经网络算法或两者结合的算法；采用主成分分析法、多层卷积神经网络算法或两者结合的方法来实现多气体的定性或定量识别，利用传感器探头3内的数据阵列实现多种气体因子定量分辨，进一步提高对监测成分的分析准确性，进而方便通过移动电子设备实时获取监测结果。

上述列举的各种实施例，在不矛盾的前提下，可以相互组合实施，本领域技术人员可结合附图和上文对实施例的解释，作为对不同实施例中的技术特征进行组合的依据。

需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。