VOCs在线监测系统及方法与流程

本发明涉及vocs检测
技术领域：
，特别涉及一种vocs在线监测系统及方法。
背景技术：
：环境监测是生态环境保护基础工作，是客观评价环境质量状况、反映污染治理成效、实施环境管理与决策的基本依据，必须做到依法监测、科学监测、诚信监测。我国涉vocs排放企业众多，其中以中小型企业数量比重大，覆盖区域广，数量分散，使得环境监测面临巨大的挑战。目前的vocs在线监测系统通常采用火焰离子检测技术、pid检测技术和气相-火焰离子技术(gc-fid)主流技术。针对各个企业生产类型、排vocs种类、浓度风量大小使用不同的检测技术。低浓度、小风量vocs排放的中小企业通常采用pid无损检测vocs方法进行vocs排放总量的监测。但是，市场上普通pid监测仪器因其设计方案存在缺陷型，容易出现数据漂移、误报警等现象，pid监测数据的可靠性备受争议。而且，在线监测产品由于没有监测数据安全处理和保护的功能，会导致一些地方出现了严重的环境数据篡改、造假事件，严重影响了环境执法的准确性、公平、公正及权威。技术实现要素：本发明的主要目的是提供一种vocs在线监测系统，旨在使检测的数据准确性、可靠性及数据安全性更高。为实现上述目的，本发明提出一种vocs在线监测系统，该vocs在线监测系统包括柜体，所述柜体内设有控制单元、采样单元、气体控制器、分析单元、显示单元、无线传输单元及恢复单元，所述柜体外设有指纹锁、pin码输入器及监控摄像头，所述采样单元、气体控制器、分析单元、显示单元、指纹锁、pin码输入器、监控摄像头及恢复单元均电性连接所述控制单元，所述采样单元，用于采集废气并通过气体控制器输送给分析单元，所述分析单元，用于检测和分析废气形成具体的分析数据，并发送给控制单元，所述显示单元，用于接收分析单元的分析数据信息后进行分类存储和显示，所述无线传输单元，用于将分析数据、监控摄像头记录的视频信息以及相关操作痕迹无线传输至数据中心服务器或主管单位监管平台，所述恢复单元，用于自动擦除违规操作数据，并恢复违规操作前的操作状态。优选地，所述采样单元包括采样探头、采样管、水气分离器、过滤器及气泵，所述水气分离器和气泵电性连接所述控制单元，所述采样探头连通所述采样管，所述水气分离器、过滤器及气泵依次设于所述采样管，所述气泵用于抽取外部的废气至采样管内，并依次通过水分分离器和过滤器。优选地，所述气体控制器为气路切换电磁阀，所述气路切换电磁阀一端连接所述采样管，另一端连接所述分析单元。优选地，所述分析单元包括数据处理器和电性连接所述数据处理器的气体分析仪，所述气体分析仪电性连接所述控制单元，所述气体分析仪连接所述气路切换电磁阀。优选地，所述vocs在线监测系统还包括电性连接所述控制单元的流量控制器，所述流量控制器连通所述采样管，和/或所述vocs在线监测系统还包括报警器，所述报警器电性连接所述控制单元。优选地，包括以下步骤：s20：判断是否授权，若是，接收实时监控下的视频信息，并记录保存，s30：判断是否有编辑操作，若是，记录操作痕迹，s50：采集废气并输送，s60：检测和分析废气形成具体的分析数据，s70：接收分析数据信息后进行分类存储和显示，s90：判断是否有违规操作，若是，自动擦除违规操作数据，并恢复违规操作前的操作状态，s100：传输分析数据、监控下的视频信息以及相关操作痕迹至数据中心服务器或主管单位监管平台。优选地，s50：采集废气并输送具体包括以下步骤：s51：自动抽取废气至采样管，s52：进行水气分离，s53：过滤后输送至气体分析仪。优选地，s50：采集废气并输送的步骤之前还包括以下步骤：s40：向采样管内通入压缩气体并排出。优选地，s20：判断是否授权之前还包括以下步骤：s10：启动监控摄像头、指纹锁及pin码输入器。优选地，s70：接收分析数据信息后进行分类存储和显示之后还包括以下步骤：s80：判断废气检测的数据是否超标，若是，进行报警。本发明技术方案通过柜体，所述柜体内设有控制单元、采样单元、气体控制器、分析单元、显示单元、无线传输单元及恢复单元，所述柜体外设有指纹锁、pin码输入器及监控摄像头，所述采样单元、气体控制器、分析单元、显示单元、指纹锁、pin码输入器、监控摄像头及恢复单元均电性连接所述控制单元，所述采样单元，用于采集废气并通过气体控制器输送给分析单元，所述分析单元，用于检测和分析废气形成具体的分析数据，并发送给控制单元，所述显示单元，用于接收分析单元的分析数据信息后进行分类存储和显示，所述无线传输单元，用于将分析数据、监控摄像头记录的视频信息以及相关操作痕迹无线传输至数据中心服务器或主管单位监管平台，所述恢复单元，用于自动擦除违规操作数据，并恢复违规操作前的操作状态，以此使检测的数据准确性、可靠性及数据安全性更高。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示出的结构获得其他的附图。图1为本发明vocs在线监测系统一实施例的结构示意图；图2为本发明vocs在线监测方法一实施例的流程结构示意图；图3为本发明vocs在线监测方法另一实施例的流程结构示意图；图4为图2和图3vocs在线监测方法的步骤s50细化的流程结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称10柜体51数据处理器20控制单元52气体分析仪30采样单元60显示单元31采样探头70恢复单元32采样管80指纹锁33水气分离器90pin码输入器34过滤器100监控摄像头35气泵110流量控制器40气体控制器120报警器41气路切换电磁阀130无线传输单元50分析单元本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。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的一部分实施例，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。需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。本发明提出一种vocs在线监测系统。其中的vocs指沸点等于或低于250℃的化学物质。所以沸点超过250℃的那些物质不归入vocs的范畴，往往被称为增塑剂(塑化剂)。在室外，vocs主要来自燃料燃烧和交通运输；而在室内则主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾，建筑和装饰材料，家具，家用电器，清洁剂和人体本身的排放等。室内vocs的来源包括以下方面：1.有机溶液，如油漆、含水涂料、粘合剂、化妆品、洗涤剂、捻缝胶等；2.建筑材料，如人造板、泡沫隔热材料、塑料板材等；3.室内装饰材料，如壁纸、其他装饰品等；4.纤维材料，如地毯、挂毯和化纤窗帘；5.办公用品，如油墨、复印机、打印机等；6.设计和使用不当的通风系统等；7.家用燃料和烟叶的不完全燃烧；根据污染物来源建立工业园区的网格化在线监测超标报警与监管系统，采样单元网格管理法的方式，按照“网定格、格定责、责定人”的理念，建立“横向到边、纵向到底”的区域网格化监控平台，应用、整合多项智慧环保技术，在全面掌握、分析污染源排放、气象因素的基础之上，采用基于高斯算法模型进行开发。实时统计各厂区、监测点的监测设备数据，并根据各监测点的排放情况及其气象条件，来分析与推测区域内整体的排放情况。实现对vocs(挥发性有机物)排放区域整体监控，污染物扩散趋势推算，排放源解析等功能，同时结合物联网、智能采集系统、地理信息系统、动态图表系统等技术，整合、共享、开发，建立全面化、精细化、信息化、智能化的区域在线监测平台，实现对控制污染源无组织排放，减少大气污染等综合管理。参照图1，在本发明一实施例中，该vocs在线监测系统包括柜体10，设于所述柜体10内的控制单元20、采样单元30、气体控制器40、分析单元50、显示单元60、无线传输单元130及恢复单元70，所述柜体外设有指纹锁80、pin码输入器90及监控摄像头100，所述采样单元30、气体控制器40、分析单元50、显示单元60、指纹锁80、pin码输入器90、监控摄像头100及恢复单元70均电性连接所述控制单元20，所述采样单元30，用于采集废气并通过气体控制器40输送给分析单元50，所述分析单元50，用于检测和分析废气形成具体的分析数据，并发送给控制单元20，所述显示单元60，用于接收分析单元50的分析数据信息后进行分类存储和显示，所述无线传输单元130，用于将分析数据、监控摄像头记录的视频信息以及相关操作痕迹无线传输至数据中心服务器或主管单位监管平台，所述恢复单元70，用于自动擦除违规操作数据，并恢复违规操作前的操作状态。其中该vocs在线监测系统安装前可先结合gc-ms对有机废气进行定性定量分析(工况不变的情况下)，然后选取vocs在线监测系统适合的校正系数，便可快速测量有机废气的vocs浓度值，从而达到实时监控的效果。并定期使用gc-ms对其进行系数调整，以保证系统的监测准确性，还可外接流速、温度、压力及采样等功能，进行排放总量的监测。其中的控制单元20可包括有处理器，其中的指纹锁80用于识别用户的有效指纹，其中的pin码输入器90用于现场或远程输入密码进行授权，当指纹识别和密码识别均正确后即可打开柜体10，并且在用户操作的过程中，通过监控摄像头100进行实时监控，其中的恢复单元70可包括有存储硬盘和处理芯片，存储硬盘存储处理前的数据和按规定操作后的数据信息，其中存储处理前的数据为原始监测数据，可将全部存储在监测平台分布式文件系统中，用于存储海量的非结构化数据，以满足和适应数据量、数据特征和查询处理的不同需求，部分存储于关系型数据库中，并且所有vocs(挥发性有机物)监测点产生的测量数据实时存储，单独的恢复单元70采用的为计算机信息恢复技术中的惯常设计，恢复单元70还可电性连接外部的后台服务器或云端服务器，该vocs在线监测系统可包括有webservice和json格式数据接口，供外部系统调用系统数据，以方便和第三方平台对接。当检测到有违规操作或更改数据时，即可进行自动擦除违规操作数据，并恢复违规操作前的操作状态或实时状态，以此使检测的可靠性及数据安全性更高。其中的采样单元30包括采样探头31、采样管32、水气分离器33、过滤器34及气泵35，所述水气分离器33和气泵35电性连接所述控制单元20，所述采样探头31连通所述采样管32，所述水气分离器33、过滤器34及气泵35依次设于所述采样管32，所述气泵35用于抽取外部的废气至采样管32内，并依次通过水分分离器33和过滤器34，以对废气进行处理，去掉水分和大颗粒，以提高分析单元50检测的精准度，使该vocs在线监测系统检测的数据准确性更高。其中的所述无线传输单元130可包括有无线发射器和无线接收器，该无线传输单元130为惯常设计，具体结构在此不再赘述，该无线传输单元130可以在接收数据中心服务器或主管单位监管平台的请求信号后，可无线发送分析数据、监控摄像头记录的视频信息以及相关操作痕迹无线传输至数据中心服务器或主管单位监管平台进行存储，以便监控，使用更方便。进一步地，所述气体控制器40为气路切换电磁阀41，所述气路切换电磁阀41一端连接所述采样管32，另一端连接所述分析单元50。以此可对采样管32内不同时间或位置进行多次采样，以便于分析单元50进行多种数据分析时相互间不造成干涉，使分析单元50分析检测的结果的准确度更高。其中的分析单元50包括数据处理器51和电性连接所述数据处理器51的气体分析仪52，所述气体分析仪52电性连接所述控制单元20，所述气体分析仪52连接所述气路切换电磁阀41。所述气体分析仪52可为pid分析仪或者fid分析仪，以通过气体分析仪52的离子检测技术进一步提高其检测的精准度。其中的所述分析单元50还可提供实时监控数据分析、总量核算、源解析及源强计算、区域排放监测与预警、污染源扩散预测及分析等，同时可查看历史记录和分析数据等功能。在vocs历史数据查询处理时，由于数据量巨大，还可通过使用云计算技术管理多台服务器节点进行并行处理，通过查询并导出这部分数据以供使用，具体可采用高斯烟羽模型，分布式冗余节点判断算法实现对vocs排放区域布点、整体监控，污染物扩散趋势推算，vocs排放源解析等。优选地，所述vocs在线监测系统还包括电性连接所述控制单元20的流量控制器110或气体压缩罐(未图示)，所述流量控制器110或气体压缩罐连通所述采样管32，其中的流量控制器110或气体压缩罐用于向采样管32内通入压缩气体并排出。在较为恶劣的现场测量的场合里，为了能够保证vocs在线监测系统能够长期连续运行，通过吹扫采样管32内的气体，避免测量环境中粉尘或其它污染物对采样探头31和采样管32内造成影响，并且流量控制器110的进气口可通过手动或自动接入的方式接入采样管32内，通过打开流量控制器110开关或通过控制单元20发送开启信号给流量控制器110，即可实现流量控制器110工作，并对吹扫采样管32内的气体，以提高通入的废气检测的精度。进一步地，所述vocs在线监测系统还包括报警器120，所述报警器120电性连接所述控制单元20。通过报警器120可进行报警警示，当该vocs在线监测系统判断废气检测的数据超标时，报警器120进行报警。具体地一实施例为：对监测指标设置对应的阀值，超过阀值超时一分钟或者一定时间内，立即通过邮件app推送或者短信等形式通知行政执法人员，给管理部门迅速出动，及时阻止破坏环境保护的行为。更进一步地，所述vocs在线监测系统还包括监测设备自动校准单元(未图示)，采用物联网和云计算技术，建立监测数据的神经网络模型，实现监测设备的自动校准，降低设备运维费用，提高检测数据的准确性。一实施例为：使用零级空气调零校准。将设置于柜体10的运行/维护按钮切换至“维护”档。使用“系统管理员”账户登录系统，账户密码“admin”。点击“仪器校准”进入校准管理界面。点击“读取设备校准点”，从气体分析仪52中读出校准列表。校准列表包含“浓度值”(标准气体的值)、“电压值”(气体分析仪检测出的电压值)等信息。气体分析仪52自动抽取空气校准零点，查看aoc值稳定后记录其数值。双击0校准点进入“新增混合气体组”窗口，将aoc值写入电压值。“启用”选中后，确认该点为曲线计算点。按“确定”保存零点值。进一步地，通过校满校准，一实施例为：将设置于柜体10的运行/维护按钮切换至“维护”档。使用“系统管理员”账户登录系统，账户密码“admin”。点击“仪器校准”进入校准管理界面。点击“读取设备校准点”，从气体分析仪52中读出校准列表。校准列表包含“浓度值”(标准气体的值)、“电压值”(气体分析仪52检测出的电压值)等信息。打开标准气体(异丁烯)气瓶加压阀，将气体送至气体分析仪52，实现通入压缩气体，吹扫采样管32内的气体，避免测量环境中粉尘或其它污染物对采样探头31和采样管32内造成影响。调节气体分析仪52检测的废气流量为0.4～0.6l/min。观察aoc值，待其稳定后记录其数值。双击选定校准点进入“新增混合气体组”窗口，将aoc值写入电压值。“启用”选中后，系统确认该点为曲线计算点。按“确定”保存校准值。再进一步地，通过采样单元30调节采集的废气的流量调节进行提高检测数据的准确性，流量一般控制在(0.4～0.6)l/min。所述vocs在线监测系统一个布点方案为：根据待检测区域内有毒有害气体分布及特性、环境敏感区分布、主导风向等因素，结合该区域内原有监测站的建设情况，识别出大气突发环境事件重点扩散途径，统筹该区域内vocs在线监测系统。再综合考虑区域的重要性，大气污染物的污染程度、工业化发展水平的高低的基础上，对所在区域进行网格划分，在网格的交点处或中心点设立监测点位，利用分布式冗余节点判断算法，去除传感器冗余节点，从而降低计算复杂度，通信开销及设备成本。同时能够准确判断监测数据的有效性和精确性，能够绘制该区域不同时段污染物的扩散趋势，以利于对污染物控制进行科学决策。vocs在线监测系统适用于中小型有组排放，可监测废气烃、苯系物排放总浓度量。主要技术参数如下表在实际使用中，包括以下分析结果：1、vocs在线监测系统(适用于6万风量以上的企业安装)采用自动化控制系统，自动循环运行，维护方便。适用于vocs排放口在线监测，监测废气治理前/后设备的运行效率。数据分析如下：参照图2，本发明还提出一种vocs在线监测方法，该vocs在线监测方法应用于上述的voc在线监测装置实现，具体地，该vocs在线监测方法包括以下步骤：s20：判断是否授权，若是，接收实时监控下的视频信息，并记录保存，s30：判断是否有编辑操作，若是，记录操作痕迹，s50：采集废气并输送，s60：检测和分析废气形成具体的分析数据，s70：接收分析数据信息后进行分类存储和显示，s90：判断是否有违规操作，若是，自动擦除违规操作数据，并恢复违规操作前的操作状态，s100：传输分析数据、监控下的视频信息以及相关操作痕迹至数据中心服务器或主管单位监管平台。进一步地，s20：判断是否授权之前还包括以下步骤：s10：启动监控摄像头100、指纹锁80及pin码输入器90。具体的，通过控制单元20采集指纹锁80的指纹信息和pin码输入器90的验证码信息，并判断是否正确，正确即可授权，再通过监控摄像头100进行接收实时监控下的画面，并记录保存；当该控制单元20接收到数据输入进行编辑时，自动记录并保存操作痕迹。当进入废气检测阶段时，参照图4，s50：采集废气并输送具体包括以下步骤：s51：自动抽取废气至采样管32，s52：进行水气分离，s53：过滤后输送至气体分析仪52。具体为所述气泵35抽取外部的废气至采样管32内，并依次通过水分分离器33和过滤器34，再通过气体分析仪52进行检测和分析废气形成具体的分析数据，最后将该分析数据可通过显示屏和存储器等进行分类存储和显示。在vocs在线监测系统工作中或接收到外部的信号进行操作中，可实时自动检测整个vocs在线监测系统的数据和硬件的安全性，当检测到异常违规操作，如肆意篡改数据、恶意病毒侵入、未按照步骤和规则进行操作、未采取正确的指纹信息和pin码输入器90的验证码信息仍进行操作等情形，可进行自动擦除违规操作数据，并恢复违规操作前的操作状态或实时状态，以此使检测的可靠性及数据安全性更高。参照图3，优选地，s50：采集废气并输送的步骤之前还包括以下步骤：s40：向采样管32内通入压缩气体并排出。具体地，通过流量控制器110或气体压缩罐(未图示)的进气口可通过手动或自动接入的方式接入采样管32内，通过打开流量控制器110开关或通过控制单元发送开启信号给流量控制器110，即可实现流量控制器110工作，并对吹扫采样管32内的气体，以提高通入的废气检测的精度。参照图3，优选地，s70：接收分析数据信息后进行分类存储和显示之后还包括以下步骤：s80：判断废气检测的数据是否超标，若是，进行报警。具体地，通过报警器120可进行报警警示，当该vocs在线监测系统判断废气检测的数据超标，报警器120进行报警，并且显示屏进行显示，若未超标，则显示屏进行显示，不进行报警。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12