烟气与环境空气在线监测设备远程全流程校准系统的制作方法

本发明涉及气体监测设备校准领域，特别是涉及烟气与环境空气在线监测设备远程全流程校准系统。

背景技术：

随着《新环保法》的颁布实施，环境主管部门和排污单位对烟气排放连续监测系统测量数据的真实性、准确性越来越重视，烟气排放连续监测系统的数据质量提到了一个新的高度，因此如何提高测量真实性和准确性，减少设备测量误差变的格外重要。目前我国环保部门对排污企业的监管方式为在污染源排放企业烟囱安装连续自动监测设备(Continuous Emission Monitoring System，CEMS)，用于监测企业排放污染气体的二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物，同时测量企业排放污染气体的流速、烟气温度、含氧量等辅助测量参数。

电子测量仪器经过一段时间使用后，准确度会发生漂移，需要使用标定气体对CEMS设备进行校准。传统的校准模式直接将标气通入分析仪进行校准，不经过测量探头、采样管路、预处理等结构，这样的校准模式产生的问题是无法判断测量探头、采样管路、预处理部分是否有泄露、堵塞情况，从而影响了分析仪的校准精度，使得分析仪对气体的检测精度降低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供烟气与环境空气在线监测设备远程全流程校准系统，提高了对分析仪的校准精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

烟气与环境空气在线监测设备远程全流程校准系统，包括：标定装置、标定管路、测量探头、烟囱、采样管路、气体监测设备；

所述标定装置与所述测量探头之间由所述标定管路连通；

所述标定装置内安装有无线数据传输模块；

所述测量探头安装在所述烟囱的侧壁上；

所述气体监测设备包括预处理模块、分析仪；

所述测量探头通过所述采样管路与所述预处理模块连通；

所述预处理模块与所述分析仪电连接。

可选的，具体包括：

所述标定装置外接多个不同标定气体罐；

所述标定装置内安装有控制主板。

可选的，所述标定气体罐，具体包括：

所述标定气体罐有3个，具体为二氧化硫标定气体罐、一氧化氮标定气体罐、高于预设浓度的氮气标定气体罐。

可选的，具体包括：电磁阀；

所述电磁阀与所述控制主板电连接；

电磁阀安装在所述标定装置上面，用于所述标定管路与所述标定气体罐连接。

可选的，具体包括：流量调节阀、流量传感器、四通连接件；

所述流量调节阀安装在所述标定装置外侧；

所述流量调节阀与所述流量传感器电连接；

所述流量传感器与所述四通连接件连通；

所述四通连接件用于气体通道转换；所述四通连接件四个通路分别连接二氧化硫标定气体罐、一氧化氮标定气体罐、高于预设浓度的氮气标定气体罐以及所述标定管路。

可选的，具体包括：

所述标定装置分别与远程主机相连，用于实时查看标定内容以及排放的气体含量信息；所述远程主机上安装有质控系统。

可选的，具体包括：

所述标定装置内安装有气路转换阀；

所述气路转换阀的一端与所述采样管路相连；

所述气路转换阀的另一端与所述标定管路相连。

可选的，具体包括：

所述无线数据传输模块通过无线传输方式与各个机器设备进行通讯，用于远程控制。

一种气体监测设备的校准方法，所述方法用于烟气与环境空气在线监测设备远程全流程校准系统，包括：标定装置、标定管路、测量探头、烟囱、采样管路、气体监测设备；

所述标定装置与所述测量探头之间由所述标定管路连通；

所述标定装置内安装有无线数据传输模块；

所述测量探头安装在所述烟囱的侧壁上；

所述气体监测设备包括预处理模块、分析仪；

所述测量探头通过所述采样管路与所述预处理模块连通；

所述预处理模块与所述分析仪电连接；

所述方法包括：

向标定管路内充入的标定气体；

获取所述充入的标定气体浓度；

获取所述分析仪内实际测量的标定气体浓度；

判断所述充入标定气体浓度和所述实际测量的标定气体浓度之差是否在预设范围内，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果为所述充入标定气体浓度和所述实际测量的标定气体浓度之差在预设范围内，则确定分析仪测量精确；否则对所述分析仪进行校准。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明安装有单独的标定管路，标气从单独的管路进入测量探头经过采样管路及预处理再进入分析仪，也能够对测量探头、采样管路、预处理部分进行检测，及时发现泄露、堵塞情况，能够真实的反映出设备的准确性，从而提高了分析仪的校准精度。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的校准系统结构图；

图2为本发明实施例标定装置内部左剖视图；

图3为本发明实施例校准方法流程图。

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做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。

本发明的目的是提供烟气与环境空气在线监测设备远程全流程校准系统，提高了对分析仪的校准精度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例的校准系统结构图，如图1所示，烟气与环境空气在线监测设备远程全流程校准系统，包括：标定装置101、标定管路102、测量探头103、烟囱104、采样管路105、气体监测设备106；

所述标定装置101与所述测量探头103之间由所述标定管路102连通；

所述标定装置101内安装有无线数据传输模块；

所述测量探头103安装在所述烟囱104的侧壁上；

所述气体监测设备106包括预处理模块1061、分析仪1062；

所述测量探头103通过所述采样管路105与所述预处理模块1061连通；

所述预处理模块1061与所述分析仪1062电连接；

所述预处理模块1061用于对采样气体冷凝、除水等处理。

实际应用中，所述标定装置101外接多个不同标定气体罐；

所述标定装置101内安装有控制主板。

采用本发明的校准系统能够对所述标定管路102和所述采样管路105全程进行远程通断控制，实现标气从所述标定气体罐到所述测量探头103再到所述分析仪1062的全管路标定，能够有效解决所述采样管路105和所述欲处理模块1061对监测项目的干扰，提高了对所述分析仪1062的校准精度。

目前我国环保部门对排污企业的监管形势为，在污染源排放企业排放口(烟囱)安装连续自动监测设备(简称“CEMS”)。用于监测企业排放污染气体的二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物，同时测量企业排放污染气体的流速、烟气温度、含氧量等辅助测量参数。

CEMS主要分为两部分，监测主机部分(内部包含样气预处理、分析仪器)和测量探头部分(测量探头共3个，一是采样探头负责抽取污染气体，二是烟尘仪探头、三是温度、压力、流速探头)。

监测主机安装在地面上独立监测小屋内，测量探头安装在烟囱(30-60米处)烟囱上搭建监测平台，使用采样管路相连接。

监测主机使用内置泵，从安装在烟囱上的采样探头抽取待被测量的样气，先经过采样管路再经过主机内部的预处理，最后进入分析仪器进行测量。分析仪器经过分析测量后可以得出二氧化硫、氮氧化物、氧气含量等数据，用于表示企业排放气体的污染物含量。

电子测量仪器经过一段时间使用后，准确度会发生漂移，需要使用标准气体(标气)对CEMS设备进行校准(标定)。传统的校准模式为在监测小屋内直接将标气通入分析仪进行校准，不经过采样探头、采样管路、预处理。这样的校准模式产生的问题是仅能判断出分析仪(分析仪只是CEMS系统的组成部分)的准确性，无法判断采样探头、采样管路、预处理部分是否有泄露、堵塞情况。

本发明的烟气远程全流程质控系统解决了此问题，质控仪使用单独的管路与烟囱平台处采样探头相连接。质控仪安装在CEMS设备小屋内，校准时将标气通过单独的管路经过采样探头、采样管路、预处理部分进入分析仪，称为全流程校准，可以发现采样探头、采样管路、预处理部分是否有泄露、堵塞情况。本系统即可在监测小屋内手动操作又可以远程进行操作，提高了设备的准确性同时，又可以协助环保部门远程查处是否有人为干扰自动监测设备的行为。

实际应用中，所述标定气体罐有3个，具体为二氧化硫标定气体罐、一氧化氮标定气体罐、高于预设浓度的氮气标定气体罐。

实际应用中，所述标定装置101具体包括：电磁阀；

所述电磁阀206与所述控制主板电连接；

所述电磁阀206安装在所述标定装置101上面，用于所述标定管路102与所述标定气体罐连接。

实际应用中，所述标定装置101具体包括：流量调节阀、流量传感器203、四通连接件204；

所述流量调节阀安装在所述标定装置101外侧，用于调节流量的大小；

所述流量调节阀与所述流量传感器203电连接；

所述流量传感器203与所述四通连接件204连通；

所述四通连接件204用于气体通道转换；所述四通连接件204四个通路分别连接二氧化硫标定气体罐、一氧化氮标定气体罐、高于预设浓度的氮气标定气体罐以及所述标定管路。

实际应用中，所述标定装置101分别与远程主机相连(标定装置整体与主机连接)，用于远程控制、实时查看标定内容以及排放的气体含量信息。

实际应用中，所述标定装置101内安装有气路转换阀；

所述气路转换阀的一端与所述采样管路相连；

所述气路转换阀的另一端与所述标定管路相连。

图2为本发明实施例标定装置内部左剖视图，如图2所示，所述标定装置101具体包括：

液晶显示屏201用于显示二氧化硫、一氧化氮、氮气及流速的当前状态；

按键202用于实现操作功能，可现场操作，也可以远程操控，所述按钮具体包括电源底座按钮、流量调节阀按钮、空气出口按钮、空气进口按钮、标气出口按钮、标定二氧化硫进气口、标定一氧化氮进气口、标定氮气进气口；

流量传感器203显示当前标气流量的状态数值；电路板205用于给各部件下动作指令进行控制；电磁阀206用于控制标气管路的通断；固定支架207用于固定该装置。

实际应用中，具体包括：

所述无线数据传输模块通过无线传输方式与各个机器设备进行通讯，用于远程控制。

实际应用中，所述测量探头，具体包括：采样探头，烟尘探头，温度、压力和流速一体化探头；

所述采样探头、所述烟尘探头与所述温度、流速一体化探头成“品”字形安装在烟囱上；

所述采样探头安装在距离烟囱排放口最近的位置，所述烟尘探头与所述温度、压力和流速一体化探头成对称结构安装在所述采样探头下方。

本发明使用单独的标定管路将标气通过所述测量探头103经所述采样管路105及所述预处理模块1061，最后进入所述分析仪1062进行校准，可以完成全管路标定；同时还具有远程校准功能，提高设备的准确性和真实性的同时，又大大的节约了人力成本。

例如：首先标气通入所述标定装置101，所述标定装置101内部有电磁阀进行通断控制，假设通入二氧化硫标气，打开标气减压阀，打开所述标定装置101上二氧化硫电磁阀按钮，调节好气体流量达到稳定，通过所述标定装置101连接的标定管路进入测量探头103经过连接所述预处理模块1061的所述采样管路105、再经所述预处理模块1061最后进入所述分析仪1062进行准确度校准。

本发明还包括一种气体监测设备的校准方法，图3为本发明实施例校准方法流程图，如图3所示，该方法包括：

步骤301：向标定管路内充入的标定气体；

步骤302：获取所述充入的标定气体浓度；

步骤303：获取所述分析仪内实际测量的标定气体浓度；

步骤304：判断所述充入标定气体浓度和所述实际测量的标定气体浓度之差是否在预设范围内，若是，执行步骤305；否则执行步骤306；

步骤305：确定分析仪测量精确；

步骤306：对所述分析仪进行校准。

校准气体通入采样探头、采样管路、预处理模块这些路径能够知道这几个部件有没有堵、漏的现象。把标气通入分析仪，如果分析仪分析测量出来的标气浓度值和通入的标气浓度值差不多就是准，否则就是不准，需要校准。

例如：分析仪用100毫克/立方的二氧化硫校准，那就把这种标气通过标定管路、探头、预处理等部件最后进入分析仪，分析仪经过分析测量得出的结果如果接近100毫克/立方那就不需要校准，如果偏差很大就要校准。

传统的校准只是把标气通入分析仪，这样无法判断探头、管路、预处理有没有堵、漏的现象，全流程校准将标气通过以上部件最后进入分析仪校准，这样既能看出有没有堵、漏又能看出分析仪准不准。

采用本发明的校准方法能够对整个监测流程进行精确校准，能够准确分析出发生校准不精确时的问题所在，从而进一步提高了所述分析仪的校准精度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。