一种气体检测系统装置及其检测方法与流程

本发明属于气体检测技术领域，尤其涉及气体检测系统装置及其检测方法。

背景技术：

目前，对有毒有害气体的检测要求越来越高，单一的检测技术和方法有时难以满足。离子迁移谱技术灵敏度高、选择性强，主要用于军事毒剂、工业有毒有害气体的定性分析；光离子化检测器检测范围广，主要用于挥发性有机污染物及部分工业有毒有害气体的定量分析；其他如电化学传感器能够实现特异性地对某一种有毒有害气体的分析，但检测种类有限，半导体气敏传感器检测范围广，但是定量线性差。

cn106053588a公开了一种基于离子迁移谱的烷基酚聚氧乙烯醚的快速检测方法，包括如下步骤：(a)制作离子溅射镀膜毛细管喷雾电离装置：包括镀膜硼硅酸盐玻璃毛细管的制备和离子溅射镀膜毛细管喷雾电离装置的组装；(b)采用离子迁移谱法进行快速检测：将待测样品溶液转移至镀膜硼硅酸盐玻璃毛细管，将其放置于离子迁移谱主机的电喷雾进样口前端，设定离子迁移谱主机参数，样品经离子化，进入迁移管分离后经法拉第杯检测器检测，得到相应图谱。该发明能够确保检测数据准确性的同时，大大降低检测成本，提高检测效率，并为实时在线检测提供可能的快速检测烷基酚聚氧乙烯醚的方法。

cn210269707u公开了一种通过离子迁移谱技术检测化学毒气的检测仪，包括显示模块、机身外壳和布置在外壳内的离子迁移谱检测器及电路板；机身外壳上设有进气口和出气口，进气口至出气口间设有两条以上的气体通路，气体通路i上设有离子迁移谱检测器，气体通路ii上设有气敏元件阵列传感器；电路板上设有分别与离子迁移谱检测器、气敏元件阵列传感器和显示模块连接的处理器，离子迁移谱检测器和气敏元件阵列传感器用于检测待测气体并发送信号至处理器。该检测仪通过离子迁移谱技术检测化学毒气的检测仪，同时实现对氧气、可燃性气体以及化学气体的半定量检测。

cn103134848a公开了一种用于离子迁移谱快速检测样品的定性、定量分析方法。采用正、负离子模式离子迁移谱建立了离子迁移谱检测不同样品的定性和半定量分析方法，自建离子迁移谱分析软件，可以自动生成标准曲线、自动导入标准曲线方程、自动报警显示样品数量。该发明以枸橼酸芬太尼麻醉药样品(fk)为例，在1-60ng之间建立了标准曲线方程y＝1.3451+0.4044x，相关系数r>0.99。

现有气体检测装置均存在对有毒有害气体检测结果不准确等问题，因此，如何在保证气体检测装置具有结构简单的情况下，同时能够对有毒有害气体进行定性和定量分析，成为目前迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种气体检测系统装置及其检测方法，通过将光离子化检测装置和离子迁移谱检测装置进行结合，通过数据分析模块分析，能够对多种有毒有害气体进行准确的定性与定量分析，具有结构简单和检测结果准确等特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种气体检测系统装置，所述的系统装置包括光离子化检测装置和离子迁移谱检测装置，所述的系统装置还包括数据分析模块，所述的数据分析模块分别独立电性连接所述的光离子化检测装置和离子迁移谱检测装置；气体分别进入所述离子迁移谱检测装置和光离子化检测装置进行检测，所述数据分析模块接收离子迁移谱检测装置和光离子化检测装置发出的检测信号，分析后输出检测结果。

本发明通过将光离子化检测装置和离子迁移谱检测装置进行结合，通过数据分析模块的分析，能够对有毒有害气体进行准确的定性和定量分析。首先通过离子迁移谱技术对有毒有害气体进行定性分析，具有灵敏度高、选择性强和准确度高等特点；其次结合光离子化检测装置，进一步使系统装置能够对有毒有害气体进行定量分析，最终通过数据分析模块综合分析，能够对气体进行准确地定性和定量分析，使本发明提供的系统装置具有结构简单、准确度高和适应性强等特点。

作为本发明的一个优选技术方案，所述的系统装置还包括进气主管，所述进气管路的分为相互独立的第一管路和第二管路，所述第一管路接入光离子化检测装置，所述第二管路接入离子迁移谱检测装置。

作为本发明的一个优选技术方案，所述进气主管上沿进气方向依次设置有过滤装置和进气泵。

优选地，所述的过滤装置包括过滤膜。

优选地，所述过滤膜的材质包括尼龙和/或聚氟材料。

需要说明的是，本发明对尼龙材料和聚氟材料的具体种类不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据实际需求合理选择尼龙材料和聚氟材料的种类，例如，尼龙材料为尼龙66，聚氟材料为聚四氟乙烯等。

优选地，所述过滤装置设置有防雨器。

优选地，所述的防雨器为防雨帽。

作为本发明的一个优选技术方案，所述第一管路上设置有第一流量阀，所述第二管路上设置有第二流量阀。

所述第一流量阀和第二流量阀分别独立电性连接所述的数据分析模块，所述数据分析模块分别独立控制第一流量阀的开度和第二流量阀的开度。

本发明能够通过调节第一流量阀和第二流量阀分别控制光离子化检测装置和离子迁移谱检测装置的启用，并通过调节第一流量阀的开度和第二流量阀的开度，控制气体流量，从而可单独使用光离子化检测装置或离子迁移谱检测装置，以适用不同的工作环境。

作为本发明的一个优选技术方案，所述的光离子化检测装置的出气端沿气体流向依次设置有单向阀和防水透气膜。

作为本发明的一个优选技术方案，所述离子迁移谱检测装置包括电离区和漂移区，所述离子迁移谱检测装置还包括气体旁路，所述气体旁路的进口和出口分别位于漂移区的两端，气体进入电离区电离后，进入气体旁路的气体对进入漂移区的气体进行反吹。

本发明通过在漂移区设置气体旁路，部分气体进入气体旁路，对进入漂移区的气体进行反吹，使漂移区内的气体与气体旁路吹出的气流发生碰撞分离，提高离子迁移谱检测装置的检测准确度，此外，通过气体反吹还能够保证漂移区内干燥洁净，避免杂质在漂移区集聚影响检测结果，具有结构简单和检测效果准确等特点。

需要说明的是，离子迁移谱检测装置必然包括电源、接收极板和信号放大器等元件，本发明不对其做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据实际需求合理布设。

需要说明的是，本发明对进入气体旁路的气体量不做具体要求和特殊限定，进入气体旁路的气体量与旁路泵的流量有关，本领域技术人员可根据操作需求，在不影响检测结果的前提下，合理选择进入气体旁路的气体量。

优选地，所述气体旁路上沿气体流向依次设置有旁路泵和净化器。

作为本发明的一个优选技术方案，所述的系统装置还包括与数据分析模块电性连接的传感器组，所述的传感器组用于检测环境参数。

本发明利用数据分析模块，分别接收传感器组、光离子化检测装置和离子迁移谱检测装置的信号，其中，传感器组检测环境参数，将环境参数数据传送至数据分析模块，数据分析模块以传感器组检测的环境参数为基础，对光离子化检测装置和离子迁移谱检测装置的结果进行校正，综合分析后，输出检测结果，具有准确度高和适用性强等特点。

作为本发明的一个优选技术方案，所述的传感器组包括温度传感器、湿度传感器和气压传感器。

第二方面，本发明提供了一种采用如第一方面所述的气体检测系统装置进行气体检测的方法，所述的检测方法包括：

气体分别进入离子迁移谱检测装置和光离子化检测装置进行检测，数据分析模块接收离子迁移谱检测装置和光离子化检测装置发出的信号，分析后输出检测结果。

作为本发明的一个优选技术方案，所述的检测方法具体包括以下步骤：

(ⅰ)气体经过过滤装置后分别进入光离子化检测装置和离子迁移谱检测装置进行检测；

(ⅱ)进入离子迁移谱检测装置的气体，经电离区电离后部分气体进入漂移区，剩余气体进入气体旁路经净化器除湿对进入漂移区的气体反吹，气体经过漂移区后，离子迁移谱检测装置将检测信号反馈至数据分析模块；进入光离子化检测装置的气体，检测后气体经单向阀和防水透气膜净化后排出，并且光离子化检测装置将检测信号反馈至数据分析模块；传感器组检测环境参数；

(ⅲ)数据分析模块分别接收传感器组、光离子化检测装置和离子迁移谱检测装置的信号，当光离子化检测装置和离子迁移谱检测装置均有响应时，数据分析模块判断为有毒有害气体，并输出检测气体浓度结果；当光离子化检测装置和离子迁移谱检测装置均无响应时，数据分析模块判断为无可疑气体；当光离子化检测装置无响应，离子迁移谱检测装置有响应时，数据分析模块判断为含有有毒有害气体；当光离子化检测装置有响应，离子迁移谱检测装置无响应时，数据分析模块判断为含有挥发性有机污染物气体，并输出检测气体浓度结果。

需要说明的是，当检测结果为挥发性有机污染物时，若已知挥发性有机污染物气体种类，则光离子化检测装置检出结果为已知气体的参考浓度；若气体种类未知，则光离子化检测装置检出结果为总voc浓度。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过将光离子化检测装置和离子迁移谱检测装置进行结合，通过数据分析模块的分析，能够对有毒有害气体进行准确的定性和定量分析。首先通过离子迁移谱技术对有毒有害气体进行定性分析，具有灵敏度高、选择性强和准确度高等特点；其次结合光离子化检测装置，进一步使系统装置能够对有毒有害气体进行定量分析，最终通过数据分析模块综合分析，能够对气体进行准确地定性和定量分析，使本发明提供的系统装置具有结构简单、准确度高和适应性强等特点。

附图说明

图1为本发明一个具体实施方式中提供的气体检测系统装置的结构示意图；

图2为本发明一个具体实施方式中提供的离子迁移谱检测装置的结构示意图。

其中，1-光离子化检测装置；2-离子迁移谱检测装置；3-数据分析模块；4-过滤装置；5-进气泵；6-第一流量阀；7-第二流量阀；8-防水透气膜；9-单向阀；10-旁路泵；11-净化器；12-传感器组；13-电离区；14-漂移区；15-电源；16-接收极板；17-信号放大器。

具体实施方式

需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在一个具体实施方式中，本发明提供了一种气体检测系统装置，如图1所示，所述的系统装置包括光离子化检测装置1和离子迁移谱检测装置2，所述的系统装置还包括数据分析模块3，数据分析模块3分别独立电性连接所述的光离子化检测装置1和离子迁移谱检测装置2；气体分别进入离子迁移谱检测装置2和光离子化检测装置1进行检测，数据分析模块3接收离子迁移谱检测装置2和光离子化检测装置1发出的检测信号，分析后输出检测结果。

本发明通过将光离子化检测装置1和离子迁移谱检测装置2进行结合，通过数据分析模块3的分析，能够对有毒有害气体进行准确的定性和定量分析。首先通过离子迁移谱技术对有毒有害气体进行定性分析，具有灵敏度高、选择性强和准确度高等特点；其次结合光离子化检测装置1，进一步使系统装置能够对有毒有害气体进行定量分析，最终通过数据分析模块3综合分析，能够对气体进行准确地定性和定量分析，使本发明提供的系统装置具有结构简单、准确度高和适应性强等特点。

进一步地，所述的系统装置还包括进气主管，进气管路的分为相互独立的第一管路和第二管路，第一管路接入光离子化检测装置1，第二管路接入离子迁移谱检测装置2。进气主管上沿进气方向依次设置有过滤装置4和进气泵5，更进一步地，过滤装置4包括过滤膜，过滤膜的材质包括尼龙和/或聚氟材料。

进一步地，过滤装置4设置有防雨器，进一步优选为防雨帽。

进一步地，第一管路上设置有第一流量阀6，第二管路上设置有第二流量阀7；第一流量阀6和第二流量阀7分别独立电性连接所述的数据分析模块3，所述数据分析模块3分别独立控制第一流量阀6的开度和第二流量阀7的开度。本发明能够通过调节第一流量阀6和第二流量阀7分别控制光离子化检测装置1和离子迁移谱检测装置2的启用，并通过调节第一流量阀6的开度和第二流量阀7的开度，控制气体流量，从而可单独使用光离子化检测装置1或离子迁移谱检测装置2，以适用不同的工作环境。

进一步地，光离子化检测装置1的出气端沿气体流向依次设置有单向阀9和防水透气膜8。

进一步地，如图2所示，离子迁移谱检测装置2包括电离区13和漂移区14，离子迁移谱检测装置2还包括气体旁路，所述气体旁路的进口和出口分别位于漂移区14的两端，气体旁路上沿气体流向依次设置有旁路泵10和净化器11，气体进入电离区13电离后，进入气体旁路的气体对进入漂移区14的气体进行反吹，离子迁移谱检测装置2还包括电源15、接收极板16和信号放大器17等元件。本发明通过在漂移区14设置气体旁路，部分气体进入气体旁路，对进入漂移区14的气体进行反吹，使漂移区14内的气体与气体旁路吹出的气流发生碰撞分离，提高离子迁移谱检测装置2的检测准确度，此外，通过气体反吹还能够保证漂移区14内干燥洁净，避免杂质在漂移区14集聚影响检测结果，具有结构简单和检测效果准确等特点。

进一步地，所述的系统装置还包括与数据分析模块3电性连接的传感器组12，所述的传感器组12用于检测环境参数，更进一步地，传感器组12包括温度传感器、湿度传感器和气压传感器。本发明利用数据分析模块3，分别接收传感器组12、光离子化检测装置1和离子迁移谱检测装置2的信号，其中，传感器组12检测环境参数，将环境参数数据传送至数据分析模块3，数据分析模块3以传感器组12检测的环境参数为基础，对光离子化检测装置1和离子迁移谱检测装置2的结果进行校正，综合分析后，输出检测结果，具有准确度高和适用性强等特点。

在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种采用上述的气体检测系统装置进行气体检测的方法，所述的检测方法具体包括以下步骤：

(ⅰ)气体经过过滤装置4后分别进入光离子化检测装置1和离子迁移谱检测装置2进行检测；

(ⅱ)进入离子迁移谱检测装置2的气体，经电离区13电离后部分气体进入漂移区14，剩余气体进入气体旁路经净化器11除湿对进入漂移区14的气体反吹，气体经过漂移区14后，离子迁移谱检测装置2将检测信号反馈至数据分析模块3；进入光离子化检测装置1的气体，检测后气体经单向阀9和防水透气膜8净化后排出，并且光离子化检测装置1将检测信号反馈至数据分析模块3；传感器组12检测环境参数；

(ⅲ)数据分析模块3分别接收传感器组12、光离子化检测装置1和离子迁移谱检测装置2的信号，当光离子化检测装置1和离子迁移谱检测装置2均有响应时，数据分析模块3判断为有毒有害气体，并输出检测气体浓度结果；当光离子化检测装置1和离子迁移谱检测装置2均无响应时，数据分析模块3判断为无可疑气体；当光离子化检测装置1无响应，离子迁移谱检测装置2有响应时，数据分析模块3判断为含有有毒有害气体；当光离子化检测装置1有响应，离子迁移谱检测装置2无响应时，数据分析模块3判断为含有挥发性有机污染物气体，并输出检测气体浓度结果。当检测结果为挥发性有机污染物时，若已知挥发性有机污染物气体种类，则光离子化检测装置1检出结果为已知气体的参考浓度；若气体种类未知，则光离子化检测装置1检出结果为总voc浓度。

本发明通过将光离子化检测装置1和离子迁移谱检测装置2进行结合，通过数据分析模块3的分析，能够对有毒有害气体进行准确的定性和定量分析。首先通过离子迁移谱技术对有毒有害气体进行定性分析，具有灵敏度高、选择性强和准确度高等特点；其次结合光离子化检测装置1，进一步使系统装置能够对有毒有害气体进行定量分析，最终通过数据分析模块3综合分析，能够对气体进行准确地定性和定量分析，使本发明提供的系统装置具有结构简单、准确度高和适应性强等特点。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。